DE19642921C2 - System for determining the thickness profile of a rolled strip - Google Patents
System for determining the thickness profile of a rolled stripInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung des Dicken profils eines Walzbandes gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Dickenprofils eines Walzbands gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 17.The invention relates to a system for determining the thickness Profiles of a rolled strip according to the preamble of the patent claim 1 and a method for determining the thickness profile of a Rolling strip according to the preamble of the independent claim 17.
Ein solches System und ein solches Verfahren sind aus der Druckschrift atp 38 (1996) 10, Seiten 28 bis 42 bekannt.Such a system and such a method are known from the Publication atp 38 (1996) 10, pages 28 to 42 known.
Zur Beeinflussung des Banddickenprofils eines Walzbandes in
einer Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten ist es notwendig,
die Beeinflussung des Dickenprofils des Walzbandes auf mehre
re Walzgerüste zu verteilen. Für eine geeignete Beeinflussung
wiederum müssen Werte für das Banddickenprofil des Walzbandes
nach den einzelnen Walzgerüsten vorliegen. Da die Messung des
Dickenprofils eines Walzbandes aufwendig und teuer ist, wird
das Dickenprofil des Walzbandes üblicherweise an einer einzi
gen Stelle gemessen und diese Meßwerte zur rechnerischen Be
stimmung des Dickenprofils des Walzbandes hinter den einzel
nen Walzgerüsten verwendet. So ist es bekannt, das Dickenpro
fil eines Walzbandes (pi) hinter den einzelnen Walzgerüsten
und damit schließlich das Enddickenprofil, d. h. das Dicken
profil hinter dem letzten Walzgerüst, durch wiederholte Ver
wendung des Zusammenhangs
In order to influence the strip thickness profile of a rolled strip in a rolling mill with several roll stands, it is necessary to distribute the influence on the thickness profile of the rolled strip over several re roll stands. For a suitable influencing, in turn, values for the strip thickness profile of the rolled strip after the individual roll stands must be available. Since the measurement of the thickness profile of a rolled strip is complex and expensive, the thickness profile of the rolled strip is usually measured at a single location and these measured values are used for the calculation of the thickness profile of the rolled strip behind the individual rolling stands. So it is known, the Dickenpro fil of a rolling band (p i ) behind the individual rolling stands and thus finally the final thickness profile, ie the thickness profile behind the last rolling stand, by repeated use of the relationship
zu bestimmen.to determine.
Dabei wird ki nach dem Artikel "High Accuracy and Rapid-Re
sponse-Hot Strip Mill", TECHNO Japan Vol. 20. - No9, Sept.
1987, S. 54-59 gemäß
Here, k i according to the article "High Accuracy and Rapid Re-sponse-Hot Strip Mill" TECHNO Japan Vol 20 -. No9, Sept. 1987, pp 54-59 in accordance
berechnet.calculated.
Außerdem sind
pi-1 das Dickenprofil des Walzbandes vor dem Walzgerüst
hi-1 die Banddicke vor dem Walzgerüst, hi die Banddicke
hinter dem Walzgerüst
Πi das Lastwalzspaltprofil
Di der Arbeitswalzendurchmesser
b die Dicke des Walzbandes und
ci1, ci2 ModellparameterAlso are
p i-1 the thickness profile of the rolled strip in front of the roll stand
h i-1 the strip thickness in front of the roll stand, h i the strip thickness behind the roll stand
Π i the load roll gap profile
D i the work roll diameter
b the thickness of the rolled strip and
c i1 , c i2 model parameters
Der Faktor ki wird also aus analytischen Zusammenhängen be stimmt, in die bestimmte Eigenschaften des Walzgerüstes und des Walzgutes eingehen.The factor k i is thus determined from analytical relationships into which certain properties of the rolling stand and the rolling stock are considered.
An diesem Ansatz ist nachteilig, daß Gleichung (2) und (3) nur näherungsweise gelten. Zudem sind die Modellparameter ci1 und ci2 unbekannt und müssen experimentell ermittelt werden. Dies führt häufig zu einer unzureichenden Bestimmung des Banddickenprofils.A disadvantage of this approach is that equations (2) and (3) are only approximate. In addition, the model parameters c i1 and c i2 are unknown and must be determined experimentally. This often leads to an inadequate determination of the strip thickness profile.
Aus atp 38 (1996) 10, Seiten 28 bis 42, ist es be kannt, neuronale Netze zur Steuerung von Walzstraßen zu ver wenden. Auf der übergeordneten Prozessführungsebene einer Walzstraße, deren zentrale Aufgabe darin besteht, ausgehend von Primärdaten und Sollwerten sowie basierend auf Modellen bzw. Tabellen, die für das jeweils nächste Band erforderliche Voreinstellung der Anlage vor dessen Einlauf in die Walzstra ße möglichst genau zu berechnen. Diese vorausberechneten Vor einstellungen werden als Führungsgrößen an die Basisautomati sierung übermittelt, die darauf aufbauend die gesamte Rege lung und Steuerung übernimmt. Mit der Messwerterfassung der Basisebene können die Modelle und Tabellen über die sogenann te Nachberechnung nach Walzen des Bandes modifiziert werden. Das Profil des Walzgutes nach Durchlaufen eines Gerüsts er gibt sich aus einer Kombination des Bandprofils beim Eintritt in das Gerüst und dem Profil des Walzspaltes unter Last (Lastwalzspaltprofil). Neuronale Netze können zur Profilbe stimmung, beispielsweise in einem Hybridenansatz, verwenden werden, bei dem gerüstspezifische mathematische Modelle die Lastwalzspaltprofile bestimmen. Die sich aus diesen Modellen ergebenden Werte für die Walzspaltprofile bilden zusammen mit weiteren Prozessgrößen den Eingangsvektor für ein neuronales Netz, das darauf trainiert wird, anhand dieser Informationen das Profil am Ende der Fertigungsstraße zu bestimmen.From atp 38 (1996) 10, pages 28 to 42, it is be knows to ver neural networks for the control of rolling mills turn. At the higher-level process management level Rolling mill, the main task of which is starting out of primary data and target values as well as based on models or tables that are required for the next volume Presetting of the system before it enters the rolling mill to calculate as accurately as possible. This precalculated pre Settings are sent to the basic automatics as reference values based on the entire rule control and control. With the measured value acquisition of the The models and tables can be accessed at the base level using the so-called te recalculation can be modified after rolling the strip. The profile of the rolling stock after passing through a stand results from a combination of the band profile when entering into the stand and the profile of the roll gap under load (Nip load profile). Neural networks can be used for profiling use mood, for example in a hybrid approach with the framework-specific mathematical models Determine the load roll gap profiles. The result of these models resultant values for the roll gap profiles together with other process variables the input vector for a neural Network that is trained on this information to determine the profile at the end of the production line.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine präzisere Bestimmung des Dickenprofils eines Walzbandes er laubt.The object of the invention is to provide a system and a method of the type mentioned, the one more precise determination of the thickness profile of a rolled strip laubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 beziehungsweise im nebengeordneten Anspruch 17 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features in claim 1 and in the independent claim 17 solved.
Die auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung bildet dabei vorteilhafterweise ein homogenes Modell der Walzstraße, d. h., das Modell weist keine einzelnen identifi zierbaren Modelle von Walzgerüsten der Walzstraße auf. Information processing based on neural networks advantageously forms a homogeneous model of the Rolling mill, d. that is, the model has no individual identifi models of rolling stands on the rolling mill.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Lastwalzspaltprofil in einer Vorverarbeitung ermit telt, die unter anderem ein Biegemodell, ein Walzentempera turmodell sowie ein Verschleißmodell umfassen kann. Auf diese Weise ist es möglich, daß mit dem erfindungsgemäßen System zur Bestimmung des Dickenprofils eines Walzbandes hinter ei nem Walzgerüst existierende Algorithmen zur Modellbildung der Spannungs- und Temperaturverhältnisse im Walzgerüst sowie der Alterung weiter verwendet werden können. Diese Weiterverwen dung bekannter Modelle für eine Walzstraße verringert die Ko sten des erfindungsgemäßen Systems deutlich, und ermöglicht insbesondere ein Nachrüsten existierender Walzgerüste bzw. Walzstraßen.In a further advantageous embodiment of the invention the load roll gap profile is determined in a preprocessing telt, which among other things, a bending model, a roller tempera turmodell as well as a wear model can include. To this It is possible that with the system according to the invention to determine the thickness profile of a rolled strip behind egg algorithms for the modeling of the Tension and temperature conditions in the roll stand and the Aging can continue to be used. Continue using this Known models for a rolling mill reduce the knock-out Most of the system according to the invention clearly, and enables in particular retrofitting existing roll stands or Rolling mills.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die vor Inbetriebnahme vortrainierte, auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung im Betrieb online weitertrainiert. Auf diese Weise ist es möglich, das System zur Bestimmung des Dickenprofils eines Walzbandes hinter ei nem Walzgerüst an Veränderungen im Walzgerüst zu adaptieren.In a further advantageous embodiment of the invention the pre-trained one is trained on neuronal Network-based information processing in operation online further trained. In this way it is possible to use the system to determine the thickness profile of a rolled strip behind egg to adapt a rolling stand to changes in the rolling stand.
Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprü chen. Im einzelnen zeigen:Further advantages and inventive details emerge from the following description of exemplary embodiments, based on the drawings and in connection with the dependent claims chen. In detail show:
Fig. 1 den Querschnitt eines Walzbandes, Fig. 1 shows the cross-section of a rolled strip,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes System zur Bestimmung des Dickenprofils eines Walzbandes, Fig. 2 shows an inventive system for the determination of the thickness profile of a rolled strip,
Fig. 3 ein alternatives System zur Bestimmung des Dicken profils eines Walzbandes und Fig. 3 shows an alternative system for determining the thickness profile of a rolled strip and
Fig. 4 ein neuronales Netz. Fig. 4 shows a neural network.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Walzbandes. Dabei bezeich net b die Bandbreite, hM die Banddicke in der Mitte des Walz bandes, h2 die Banddicke am linken Rand des Walzbandes und hR die Banddicke am rechten Rand des Walzbandes. Fig. 1 shows the cross section of a rolled strip. Net b denotes the strip width, h M the strip thickness in the middle of the rolled strip, h 2 the strip thickness on the left edge of the rolled strip and h R the strip thickness on the right edge of the rolled strip.
Eine mögliche Definition des Dickenprofils p des Walzbandes
bildet die Funktion
The function forms a possible definition of the thickness profile p of the rolled strip
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes System zur Bestimmung des Banddickenprofils eines Walzbandes. Dabei bezeichnet das Be zugszeichen 1 eine auf neuronalen Netzen basierende Informa tionsverarbeitung, das Bezugszeichen 2 eine Normierung, Be zugszeichen 3 eine Vorverarbeitung und das Bezugszeichen 4 eine Walzstraße. Die Vorverarbeitung ermittelt aus verschie denen Prozeßzustandsgrößen der Walzstraße 4 die Lastwalz spaltprofile der einzelnen Walzgerüste. Durch die Verwendung bewährter Algorithmen und Modelle in der Vorverarbeitung wird erreicht, daß die auf neuronalen Netzen basierende Informati onsverarbeitung 1 besonders einfach gestaltet werden kann, da weder ein Biegemodell, ein Temperaturmodell noch ein Ver schleißmodell, wie sie üblicherweise zur Berechnung des Last walzspaltprofils herangezogen werden, gelernt werden müssen. In der Normierung 2 werden weitere von der auf neuronalen Netzen basierenden Informationsverarbeitung 1 benötigte Pro zeßzustandsgrößen der Walzstraße 4, wie z. B. Banddicke und Bandbreite, normiert. Die Prozeßzustandsinformation wird vor teilhafterweise in Relation zu ihrer Streuung normiert. Fig. 2 shows an inventive system for the determination of the strip thickness profile of the rolled strip. The reference numeral 1 denotes information processing based on neural networks, the reference symbol 2 a standardization, the reference symbol 3 a preprocessing and the reference symbol 4 a rolling mill. The preprocessing determines from which process state variables of the rolling mill 4 the load rolling gap profiles of the individual roll stands. By using proven algorithms and models in preprocessing it is achieved that the information processing based on neural networks 1 can be designed particularly simply, since neither a bending model, a temperature model nor a wear model, as are usually used to calculate the load gap profile , must be learned. In the standardization 2 , further process state variables of the rolling mill 4 required by the information processing 1 based on neural networks, such as, for. B. strip thickness and bandwidth standardized. The process status information is before normalized in relation to its spread normalized.
Die auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung 1 ermittelt die Dickenprofile p1 bis pn hinter den einzelnen Walzgerüsten der beispielhaften Walzstraße in Abhängigkeit des Lastwalzspaltprofils sowie der Banddicke und Bandhöhe.The information processing 1 based on neural networks determines the thickness profiles p 1 to p n behind the individual roll stands of the exemplary rolling mill as a function of the load roll gap profile and the strip thickness and strip height.
Für den Einsatz in einer Walzstraße wird die auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung anhand bekannter Daten vortrainiert. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die auf neuronalen Netzen basierende Informa tionsverarbeitung im Betrieb weiter zu trainieren, d. h., an die aktuellen Zustände der Walzstraße 4 zu adaptieren. Beim Training, insbesondere jedoch beim On-line-Training, wird die auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung mit den Ausgangsgrößen der Normierung 2 und der Vorverarbeitung 3 sowie dem Dickenprofil pn hinter dem letzten Gerüst der Walz straße trainiert.For use in a rolling mill, information processing based on neural networks is pre-trained using known data. It has proven to be particularly advantageous to further train the information processing based on neural networks during operation, ie to adapt it to the current conditions of the rolling mill 4 . In training, but especially in on-line training, the information processing based on neural networks is trained with the output variables of standardization 2 and preprocessing 3 and the thickness profile p n behind the last stand of the rolling mill.
Fig. 3 zeigt ein zum System aus Fig. 2 alternatives System zur Bestimmung des Dickenprofils eines Walzbandes. Das System aus Fig. 3 unterscheidet sich vom System aus Fig. 1 durch eine an dere auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbei tung. Im Gegensatz zu der auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung 1 aus Fig. 2 wird der auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung 5 aus Fig. 3 das Banddickenprofil p0 vor dem ersten Walzgerüst der Walzstraße 4 als Eingangsgröße zugeführt. FIG. 3 shows an alternative system to the system from FIG. 2 for determining the thickness profile of a rolled strip. The system from FIG. 3 differs from the system from FIG. 1 by another information processing based on neural networks. In contrast to the information processing 1 from FIG. 2 based on neural networks, the information processing 5 from FIG. 3 based on neural networks is fed the strip thickness profile p 0 in front of the first roll stand of the rolling mill 4 as an input variable.
Fig. 4 zeigt ein neuronales Netz zur Bestimmung des Dickenpro fils 8 hinter dem letzten Walzgerüst der Walzstraße. Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, ein neu ronales Netz mit einer Ebene verdeckter Neuronen 7 zu verwen den, wobei die Anzahl der verdeckten Neuronen in etwa halb so groß wie die Anzahl der Eingangsneuronen 6 ist. Über die Ein gangsneuronen 6 werden dem neuronalen Netz die Banddicke und die Bandbreite sowie die Lastspaltwalzprofile der einzelnen Walzgerüste der durch das neuronale Netz modellierten Walz straße zugeführt. Fig. 4 shows a neural network for determining the Dickenpro fils 8 behind the last rolling stand of the rolling mill. It has been found to be particularly advantageous to use a new ronal network with a level of hidden neurons 7 , the number of hidden neurons being approximately half the number of input neurons 6 . Via the input neurons 6 , the strip thickness and strip width as well as the load gap rolling profiles of the individual roll stands of the rolling mill modeled by the neural network are fed to the neural network.
Claims (18)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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DE19642921A1 DE19642921A1 (en) | 1998-04-30 |
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Families Citing this family (2)
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US6571134B1 (en) | 1998-02-18 | 2003-05-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for determining an intermediary profile of a metal strip |
-
1996
- 1996-10-17 DE DE1996142921 patent/DE19642921C2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
Title |
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High Accuracy and Rapid-Response Hot Strip Mill. In: Techno Japan Vol.20-No.9, Sept. 1987, S.54-59 * |
LINDHOFF, D. et al.: Erfahrungen beim Einsatz neuronaler Netze in der Walzwerkautomatisie- rung. In: Kongresspapier Eisenhüttentag 1993, 11.11.1993, Düsseldorf, S. I24-I28 * |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19642921A1 (en) | 1998-04-30 |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Effective date: 20130501 |