JP2804320B2 - Plating weight control method - Google Patents
Plating weight control methodInfo
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- JP2804320B2 JP2804320B2 JP1311656A JP31165689A JP2804320B2 JP 2804320 B2 JP2804320 B2 JP 2804320B2 JP 1311656 A JP1311656 A JP 1311656A JP 31165689 A JP31165689 A JP 31165689A JP 2804320 B2 JP2804320 B2 JP 2804320B2
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- plating
- wiping
- nozzle
- strip
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Description
本発明は、溶融金属浴中を通ってめっきされたストリ
ップの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けて
めっき付着量を制御するめっき付着量制御方法に係り、
特に、フィードバック制御とフィードフォワード制御を
自動的に切替えることにより、制御のハンチングを防止
し、めっき付着量の制御精度を向上することが可能なめ
っき付着量制御方法に関するものである。The present invention relates to a method for controlling the amount of plating to control the amount of plating by spraying a gas from a wiping nozzle onto the surface of a strip plated through a molten metal bath,
In particular, the present invention relates to a plating amount control method capable of automatically switching between feedback control and feedforward control, thereby preventing control hunting and improving the control accuracy of the plating amount.
連続式溶融亜鉛めっきラインで亜鉛めっき鋼板を生産
する際には、第1図に示す如く、溶融亜鉛浴10の中を通
ってめっきされたストリップ12の表面に、ワイピングノ
ズル14、16からガスを吹き付けて亜鉛付着量が調節され
ている。即ち、ストリップ12の表面に付着した亜鉛を、
ワイピングガスの噴流により圧迫、押し下げることによ
って、付着亜鉛が絞られる。図において、18はシンクロ
ールである。 このような溶融亜鉛めっきラインにおいて亜鉛付着量
を制御する方法として、特公昭46−14521には、ストリ
ップ12のライン速度LSに応じてワイピングノズル14、16
とストリップ12の間隔Dを調整するフィードフォワード
制御と、実際のめっき付着量に応じてワイピングガス圧
力Pを調整するか、又はワイピングノズル14、16とスト
リップ12との間隔Dを調整するフィードバック制御を組
合せたものが開示されている。 又、特開昭49−32821には、ワイピングノズル14、16
とストリップ12との間隔Dを適正条件に固定した上で設
定めっき付着量と実際のめっき付着量との偏差量に応じ
てワイピングガスの圧力Pを修正するフィードバック制
御と、設定めっき付着量及びライン速度に応じてワイピ
ングガス圧力を設定するフィードフォワード制御を組合
せたものが開示されている。 これらの制御方法において、設定めっき付着量に対し
て実際のめっき付着量を精度良く、応答性良く追従制御
するためには、めっき付着量とライン速度LS、ワイピン
グノズルとストリップとの間隔D、ワイピングガス圧力
Pとの関係が一定不変である必要がある。しかしなが
ら、実際の操業において、長期に亘ってこの条件を満た
すことは極めて困難である。即ち、通常ワイピングノズ
ルは、適当期間使用した後に交換又は補修されるが、た
とえワイピングノズルとストリップとの間隔Dが正確に
再設定されたとしても、交換又は補修されたワイピング
ノズルのスリット間隙や取次噴射角度等が常に同一条件
に保持されずに変動してしまうため、めっき付着量とワ
イピングガス圧力Pあるいはライン速度LSとの関係が、
ワイピングノズルの交換又は補修の都度変化してしま
う。又、実際上ワイピングノズルとストリップとの間隔
Dを正確に再設定すること自体も難しい。更に、実際の
めっき付着量は、ライン速度LS、ワイピングノズルとス
トリップとの間隔D、ワイピングガス圧力Pの変動のみ
でなく、ストリップの厚さ、めっき浴の温度、気温等の
変動によっても変化する。従って、特公昭46−14521や
特開昭49−39821に開示された方法で、長期に亘って安
定に精度良く、めっき付着量を制御することは困難であ
った。 このような問題点を解消するものとして、特公昭55−
34861には、設定めっき付着量及びライン速度LSに応じ
てワイピングガス圧力Pを設定するフィードフォワード
制御と、設定めっき付着量と実際のめっき付着量との偏
差量に応じてワイピングガス圧力Pを修正するフィード
バック制御とを組合せためっき付着量制御において、め
っき付着量、ライン速度LS、ワイピングガス圧力P及び
ワイピングノズルとストリップとの間隔Dの各実測値に
基づき前記フィードフォワード制御の特性を補正するよ
うにして、ライン速度LS、ワイピングノズルとストリッ
プとの間隔D、ワイピングガス圧力Pの変動だけでな
く、その他の変動要因の変動に対しても追従できるよう
にしたものが開示されている。 又、特公昭56−12316には、ワイピングガス圧力P
が、ワイピングノズルの間隔D、高さ及び角度、更にラ
イン速度LS、めっき付着量の関数で表わされることを利
用して、品種切替あるいはストリップの変形等に起因し
てライン速度LSやノズル間隔D等の作業条件を大きく変
更する再に、フィードバックによる制御以前に、予め見
出されたワイピングガス圧力P、ノズル−ストリップ間
隔D、ノズル高さH、ノズル角度、ライン速度LS、めっ
き付着量の各作業条件相互間の関係式(実験式)に基づ
いて、上記作業条件のいずれかが変わったときに、その
加工条件に対応して、目標めっき付着量を保持するよう
な他の作業条件を算出し、これらを同時に変更するよう
にして、品種切替による目標めっき付着量やライン速度
等の変更に応じて、ワイピングガス圧力等の他の作業条
件を迅速に変更、設定できるようにしたものが開示され
ている。 更に、特公昭57−10948には、プリセット制御を主体
として、ワイピングガス圧力Pとワイピングノズルとス
トリップの間隔Dの大きな調整はプリセット制御で設定
してしまい、品種切替時等のガス噴射条件を大きく変更
する必要があるときには、これら圧力Pと間隔D又はい
ずれか一方の条件を短時間に大きく調整し、ラインから
のめっき厚みの情報による微細な調整はフィードバック
制御で調整し、更に、ライン速度とめっき厚みの間には
一定の相関関係があるので、これを比例制御で調整する
ようにして、応答性を高めたものが開示されている。When a galvanized steel sheet is produced in a continuous hot-dip galvanizing line, as shown in FIG. 1, gas is applied from a wiping nozzle 14, 16 to the surface of a strip 12 plated through a hot-dip galvanizing bath 10. The amount of zinc deposition is adjusted by spraying. That is, zinc attached to the surface of the strip 12 is
By pressing and pushing down with the jet of the wiping gas, the attached zinc is squeezed. In the figure, reference numeral 18 denotes a sink roll. As a method for controlling the amount of zinc deposition in such a hot-dip galvanizing line, Japanese Patent Publication No. 46-14521 discloses a wiping nozzle 14, 16 in accordance with the line speed LS of the strip 12.
Feed-forward control that adjusts the interval D between the strip 12 and the strip 12, and feedback control that adjusts the interval D between the wiping nozzles 14, 16 and the strip 12 by adjusting the wiping gas pressure P according to the actual amount of plating. Combinations are disclosed. JP-A-49-32821 also discloses wiping nozzles 14, 16
Feedback control that corrects the pressure P of the wiping gas in accordance with the deviation between the set plating amount and the actual plating amount after fixing the distance D between the strip and the strip 12 to an appropriate condition; A combination of feedforward control for setting the wiping gas pressure according to the speed is disclosed. In these control methods, in order to accurately control the actual coating weight with respect to the set coating weight with good responsiveness, the coating weight and the line speed LS, the distance D between the wiping nozzle and the strip, the wiping The relationship with the gas pressure P needs to be constant. However, in an actual operation, it is extremely difficult to satisfy this condition for a long time. That is, the wiping nozzle is usually replaced or repaired after using it for an appropriate period of time, but even if the distance D between the wiping nozzle and the strip is correctly reset, the slit gap or the intermediary of the replaced or repaired wiping nozzle is usually used. Since the injection angle and the like fluctuate without always being kept under the same condition, the relationship between the coating amount and the wiping gas pressure P or the line speed LS is
It changes every time the wiping nozzle is replaced or repaired. Further, it is actually difficult to accurately reset the distance D between the wiping nozzle and the strip. Furthermore, the actual amount of plating changes not only due to variations in the line speed LS, the spacing D between the wiping nozzle and the strip, and the wiping gas pressure P, but also due to variations in strip thickness, plating bath temperature, air temperature, and the like. . Therefore, it has been difficult to stably and accurately control the amount of plating over a long period of time by the methods disclosed in JP-B-46-14521 and JP-A-49-39821. To solve such problems, Japanese Patent Publication No. 55-
34861 has feedforward control to set the wiping gas pressure P according to the set plating amount and the line speed LS, and corrects the wiping gas pressure P according to the deviation between the set plating amount and the actual plating amount. In the coating weight control in combination with the feedback control, the feedforward control characteristic is corrected based on the measured values of the coating weight, the line speed LS, the wiping gas pressure P, and the distance D between the wiping nozzle and the strip. In addition, it is disclosed that it can follow not only the fluctuation of the line speed LS, the interval D between the wiping nozzle and the strip, the fluctuation of the wiping gas pressure P, but also the fluctuation of other fluctuation factors. Also, Japanese Patent Publication No. 56-12316 shows that the wiping gas pressure P
Is expressed as a function of the spacing D of the wiping nozzle, the height and angle, the line speed LS, and the amount of plating adhesion. Before changing the operating conditions such as the operation conditions, the wiping gas pressure P, the nozzle-strip interval D, the nozzle height H, the nozzle angle, the line speed LS, and the plating adhesion amount, which were previously found before the feedback control, were performed. Based on the relational expression (experimental formula) between the working conditions, when any of the above working conditions is changed, other working conditions that maintain the target plating adhesion amount are calculated according to the working conditions. However, these conditions are changed at the same time, and other working conditions such as the wiping gas pressure are quickly changed and set according to changes in the target coating weight and the line speed due to the type change. Those capable manner is disclosed. Further, in Japanese Patent Publication No. 57-10948, the large adjustment of the wiping gas pressure P and the interval D between the wiping nozzle and the strip is mainly set by the preset control. When it is necessary to change these conditions, the pressure P and / or the interval D or one of the conditions is greatly adjusted in a short time, and the fine adjustment based on the information of the plating thickness from the line is adjusted by feedback control. Since there is a certain correlation between the plating thicknesses, there is disclosed one in which the responsiveness is enhanced by adjusting this by proportional control.
しかしながら、通常、ワイピングノズルと付着量計の
距離は100m近く離れているため、実績値によるフィード
バックを主体とした従来の制御においては、応答に時間
がかかり、ライン速度等の操業条件が変化すると、付着
量がハンチング気味に変化し、管理範囲から外れてしま
い、高い制御精度は期待できない。又、プリセット等の
フィードフォワード制御を併用したものにおいても、特
にライン速度を高速化した場合には、応答性が十分でな
い等の問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
もので、フィードバック制御とフィードフォワード制御
を自動的に切替えることにより、制御のハンチングを防
止し、めっき付着量の制御精度を向上することが可能
な、めっき付着量制御方法を提供することを課題とす
る。However, usually, since the distance between the wiping nozzle and the adhesion meter is close to 100 m, in the conventional control mainly based on the actual value feedback, it takes a long time to respond, and when the operating conditions such as the line speed change, The amount of adhesion changes to a hunting tendency and falls outside the management range, so that high control accuracy cannot be expected. Further, even in the case where the feed forward control such as the preset is used in combination, there is a problem that the response is not sufficient especially when the line speed is increased. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and by automatically switching between feedback control and feedforward control, it is possible to prevent hunting of control and improve the accuracy of controlling the amount of plating applied. An object of the present invention is to provide a method for controlling the amount of plating applied, which is possible.
本発明は、溶融金属浴中を通ってめっきされたストリ
ップの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けて
めっき付着量を制御するに際して、ストリップ−ワイピ
ングノズル間距離、ワイピングガス圧力及びライン速度
の各変化率の少くともいずれか1つが所定値を越える不
安定状態では、フィードフォワード制御を行い、前記変
化率が総て所定値以下である安定状態が続き、付着量情
報が所定回数以上受信された時にフィードバック制御を
可能とすることにより、前記課題を達成したものであ
る。The present invention relates to a method for controlling the amount of plating by spraying a gas from a wiping nozzle onto the surface of a plated strip passing through a molten metal bath, in which a distance between a strip and a wiping nozzle, a wiping gas pressure and a line speed change. In an unstable state in which at least one of the rates exceeds a predetermined value, the feedforward control is performed, and the stable state in which the change rates are all equal to or less than a predetermined value continues, and when the attached amount information is received a predetermined number of times or more, The object has been achieved by enabling feedback control.
本発明においては、溶融金属浴中を通ってめっきされ
たストリップの表面に、ワイピングノズルからガスを吹
き付けてめっき付着量を制御するに際して、ストリップ
−ワイピングノズル間距離、ワイピングガス圧力及びラ
イン速度の各変化率の少くともいずれか1つが所定値を
越える不安定状態では、フィードフォワード制御を行
い、前記変化率が総て所定値以下である安定状態が続
き、付着量情報が所定回数以上受信された時にフィード
バック制御を可能とするようにしている。このようにし
て、安定判別結果に応じてフィードバック制御とフィー
ドフォワード制御を自動的に切替えることにより、制御
のハンチングを防止し、めっき付着量の制御精度を向上
できる。In the present invention, when the gas is blown from the wiping nozzle to the surface of the plated strip passing through the molten metal bath to control the amount of plating, each of the strip-wiping nozzle distance, the wiping gas pressure, and the line speed is used. In an unstable state in which at least one of the rate of change exceeds a predetermined value, feedforward control is performed, the stable state in which the rate of change is all equal to or less than a predetermined value continues, and the attached amount information has been received a predetermined number of times or more. Sometimes feedback control is made possible. In this way, by automatically switching between the feedback control and the feedforward control according to the stability determination result, hunting of the control can be prevented, and the accuracy of controlling the amount of plating applied can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。 本実施例は、本発明を、第1図に示したような、溶融
亜鉛浴10中を通ってめっきされたストリップ12の表面
に、ワイピングノズル14、16からガスを吹付けてめっき
付着量Mを制御する溶融めっきラインに適用したもので
ある。 本実施例によるめっき付着量制御装置は、第2図に示
す如く、例えば純亜鉛によるめっき時に、前記ワイピン
グノズル14、16の下流側(第1図の上方)で、ストリッ
プ12が冷えた状態でめっきの付着量(厚さ)を測定する
めっき付着量計(厚み計)20と、例えば合金めっきの場
合にストリップ12の地鉄の含有率及び合金化されためっ
きの付着量を測定する合金化度計22と、該めっき付着量
計20又は合金化度計22の出力に基づいて、本発明により
めっき付着量を制御する付着量制御装置24と、該付着量
制御装置24及び前記付着量計20又は合金化度計22から入
力される信号により、付着量設定値やめっき品種を設定
するプロセスコンピュータ26と、オフラインの回帰計算
用コンピュータ28と、その表示装置28A及びラインプリ
ンタ28Bとから構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、前記付着量計20、合金化度計22等により、付着
量制御に使用する各種実績データを所定サンプリング周
囲毎に収集し、プロセスコンピュータ26のメモリに格納
して実績収集テーブルを作成する。収集する実績データ
としては、例えばストリップ−ノズル間距離実績値DP、
ワイピングノズル高さHP、ワイピングガス圧力実績値
PP、ライン速度実績値LSP、ワイピングノズル部におけ
るストリップ板厚t、ワイピングノズル部におけるスト
リップ板幅W、亜鉛浴温度実績値Tz、ノズル種類、ノズ
ル角度、ダル・ブライト区分、規格グリープ番号、めっ
き付着量設定値Ms、めっき付着量実績値MP、亜鉛浴成分
(Al、Pb、Fe)、ガス種類(空気、窒素)、めっき品種
等がある。 なお、データ収集時には、上下限チェックを行い、異
常データは空欄にして実績収集テーブルへのデータ格納
を行う。 次に、回帰計算用の実績データを用いて、回帰計算用
コンピュータ28で回帰計算を行い、次式の回帰係数a、
b、cを求める。 M=aX2+bX+c ……(1) ここで、M:めっき付着量設定値又は実績値 X:めっき付着量相当値 回帰計算を行うのは、パラメータa、b、cの更新に
よるモデル式のレベルアップ、より的中率の高い付着量
モデル式の検討、モデル式中のパラメータa、b、cの
層分け方法変更の検討のためである。この回帰計算は、
開発系のコンピュータを用いてオフラインで行うことが
望ましいが、オンライン系のプロセスコンピュータ26が
付着量制御中であっても、平行して回帰計算を行うこと
も可能である。なお、回帰計算用実績データの一部が異
常である場合には、回帰計算の対象データから除いて、
回帰精度を上げることができる。 具体的には、発明社が実操業データを検討することに
よって見い出した、例えば次のような基本モデル式 X=(1/lnH)・(LS・D/P)1/2×L1・L2 ……(2) ここで、LS:ライン速度、 D:ストリップ−ワイピングノズル間の距離 P:ワイピングガス圧力、 H:溶融金属浴面からのワイピングノズル高
さ、 L1、L2:定数(補正係数) の定数L1=L2=1(基準値)とした、次の回帰式を設定
し、この中に、回帰計算用実績データを代入して、回帰
係数a、b、cを求める。 X=(1/lnHP)×{(LSP・DP)/PP}1/2 ……(3) MP=aX2+bX+c ……(4) ここで、Pは実績値を示す添字である。 回帰計算用コンピュータ28は、プロセスコンピュータ
26の回帰計算用実績データテーブルから設定された条件
のデータを読出し、該回帰計算用コンピュータ28内の回
帰データテーブルに格納する。次いで、実際の回帰計算
に使用するデータの項目を指定し、対応する条件のデー
タを読出して、回帰計算を行う。 必要に応じて相関チェックを行った後、回帰データテ
ーブル中のデータを使用して回帰計算を実行し、計算結
果を表示装置28Aに表示する。又、回帰計算用パラメー
タ、回帰計算の設定内容、回帰データテーブルに格納し
たデータ、回帰計算結果等をラインプリンタ28Bに出力
することもできる。 フィードフォワード制御に際しては、まず、前出
(2)式をワイピングガス圧力Pについて解いた次の
(5)式 P=(LS・D・L1 2・L2 2)/(X・lnH)2 ……(5) 及び同じく(2)式をストリップ−ワイピングノズル間
の距離Dについて解いた次の(6)式 D=P・(X・lnH)2/(LS・L1 2・L2 2) ……(6) の定数L1=L2=1とおいて、(5)式及び(6)式によ
りワイピングガス圧力P及びノズル間隔Dを決定し、フ
ィードフォワード制御による付着量制御を行う。この
際、ワイピングガス圧力Pの設定値を求めるときには、
ライン速度LS、ノズル間隔D、ノズル高さHは、いずれ
もそれまでの実績値を用いる。又、ノズル間隔Dを算出
する際には、ワイピングガス圧力Pを、ライン稼動後に
決定される理想操業時のノズル圧力に対応する定数と
し、ライン速度LS及びノズル高さHは実績値とする。
又、めっき付着量相当値Xとしては、前出(1)式を解
くことによって求められる次式の値Xを用いる。 なお、b2−4a(c−Ms)が負である場合には、この値
を零とおく。前出(1)式は必ず単調増加になるので、
めっき付着量相当量Xとしては、X1、X2のうち大きい方
の値を使用する。 なお、(7)式に用いる回帰係数a、b、cは、例え
ばガス種類、ノズル種類、ノズル角度、ダル材又はブラ
イト材、ホット材又はコールド材、めっき付着量設定値
Ms、ノズル高さHP、ライン速度LSP、板厚、板幅、スト
リップ単位張力、亜鉛浴温度、亜鉛浴前板温等に応じて
層分けすることにより、回帰計算の精度を向上すること
ができる。 なお、層分けされた回帰係数a、b、cのいずれかを
使うかは、プロセスコンピュータ26からの命令情報によ
り自動的に決定される。又、オペレータの指定により設
定することも可能である。 前出(6)式による計算結果に応じて、ストリップ−
ノズル間距離Dを動かすに際しては、これを時々刻々変
更すると操業上好ましくない。そこで、実際には、例え
ば第3図に示す如く、10ミリピッチ毎にステップ状に距
離Dを変更することができる。 y=f(x) ……(8) ここで、xは、(6)式による計算結果、yは実際の
ノズル位置である。 本実施例においては、ノズル間隔Dを拡げているとき
と、狭めていくときでヒステリシスを設けているので、
ハンチングが防止される。なお、ノズル間隔Dを設定す
る際には、ストリップ12の板厚の変化に応じた補正も行
う。 一方、ライン速度LS、めっき付着量M、ワイピングガ
ス圧力P、ノズル位置等のワイピングノズルまわりの各
種実績値の変動がなく、ラインが安定して稼動している
ときには、フィードバック制御を行う。 具体的には、ワイピングノズル14、16の下流にあるめ
っき付着量計20又は合金化度計22の情報によりワイピン
グガス圧力Pをフィードバック補正する。このフィード
バック制御と前記フィードフォワード制御の違いは、定
数L2が更新されるか否かであり、他の機能は基本的には
同一である。 このフィードバック制御は、前記フィードフォワード
制御に使用しているモデル式を補正することにより実現
する。このフィードバック制御における補正係数L2は、
次式により計算される。 L2=(X・lnH/L1)×{P/(LS・D)}1/2 ……(9) ここで、めっき付着量相当値Xは、前出(7)式によ
り計算される。なお、この際に(7)式の計算に用いら
れるめっき付着量Mは設定値Msではなく実績値MPとす
る。又、ノズル高さH、ワイピングガス圧力P、ライン
速度LS、ノズル間隔Dは、いずれも、前回の制御タイミ
ングから今回の制御タイミングまでの期間の各実績値の
時間平均値とする。又、補正係数L1は、学習パラメータ
テーブルに記憶された値を用いる(初期値は1)。 この(9)式により算出される補正係数L2は、フィー
ドバック補正テーブルに格納されると共に、以下のワイ
ピングガス圧力計算、ストリップ−ノズル間距離計算に
使用される。なお、フィードバック制御が行われている
ときは、学習パラメータテーブル内容の更新は行わな
い。これは、学習制御による補正係数L1の更新と、フィ
ードバック制御による補正係数L2の更新が同時に発生す
ると過補正となるからである。 このフィードバック制御時におけるワイピングガス圧
力P及びストリップ−ノズル間距離Dの計算は、前記フ
ィードフォワード制御の場合と同様に行う。なお、この
際に用いられる補正係数L2は1ではなく前出(9)式に
よって計算された値となる。 又、計算結果に応じたストリップ−ノズル間距離Dの
動かし方も、フィードフォワード制御の場合と同様とす
ることができる。 なお、補正係数L2は、めっき付着量計20又は合金化度
計22からの付着量情報が送信されてくる毎に更新される
ので、層分けはせず、単一のパラメータとする。 本発明によるフィードフォワード制御←→フィードバ
ック制御の切替えは、次のようにして行う。即ち、スト
リップ−ワイピング間距離実績値Dp、ワイピングガス圧
力実績値Pp、ライン速度実績値LSpの3種の実績値に対
して、第4図に示す如く、例えば1秒で可変とした所定
時間t毎に、各種実績値の変化率ln/t(例えばl1:Dp、l
2:Pp、l3:LSp)による安定判別を行い、各変化率がすべ
て所定値xn以下である時に、安定状態と判定する。又、
この安定状態が成立しない時は、不安定状態を判別す
る。なお、この安定状態は、ワイピングノズルまわりの
操業が安定しているということを意味しており、付着量
計設置場所での亜鉛付着量が安定しているという意味で
はない。 前記安定状態から不安定状態に変化した後、該不安定
状態が所定回数(例えば1回)連続した発生した時は、
フィードバック制御からフィードフォワード制御に自動
的に切替える。 逆、不安定状態から安定状態に変化した時は、直ちに
フィードバック制御に切替えるのでは無く、第5図に示
す如く、安定状態が連続してストリップがワイピングノ
ズル−付着量計(又は合金化度計)間の配置間隔に対応
する所定距離(例えば100m)進み、その後、付着量計等
からの付着量情報が所定回数(例えば2回)送信されて
きた時に、フィードフォワード制御からフィードバック
制御に自動的に切替える。この際、1図目の付着量情報
には不安定部分の影響が残っている可能性があるので、
2回目以降の付着量情報を用いてフィードバック制御を
開始する。なお、フィードバック制御への切替えが可能
になっても、制御モードの設定状態によっては、必ずし
もフィードバック制御に切替わらない場合もありうる。 更に、本実施例では、フィードフォワード制御及びフ
ィードバック制御で使用しているモデル式(1)、
(2)の的中精度を自動的に向上させるべく、学習も行
っている。即ち、(2)式の補正係数L1を各種実績値か
ら計算し、学習パラメータテーブルに格納し、フィード
フォワード制御やフィードバック制御時には、この学習
パラメータテーブルに格納されたデータL1を使用する。
学習制御のタイミングは、めっき付着量計又は合金化度
計22から付着量情報が送信されてきたときであって、且
つ、フィードバック制御が可能な安定状態である。この
学習制御と前記フィードバック制御とは大変類似した機
能であるが、学習制御によれば、長期間のモデル式オー
トチューニングが可能であり、補正係数L1が、他の各種
パラメータにより層分けされているという特徴を有す
る。これに対して、フィードバック制御は、短期間のモ
デル式オートチューニング機能と考えることができ、フ
ィードバック補正係数L2は層分けされず、単一のパラメ
ータとなっている。この学習制御は、フィードフォワー
ド制御で使用されているモデル式の中の学習パラメータ
L1を計算することにより実現される。 学習パラメータL1は、次のように計算される。即ち、
フィードバック補正係数L2=1とおくと、前出(2)式
から、次式が導出される。 L1=X・LnHP×{PP/(LSP・DP)}1/2 ……(10) ここで、めっき付着量相当量Xは、前出(7)式によ
り計算される。なお、この学習時には、めっき付着量M
は設定値Msではなく実績値MPとする。又、回帰係数a、
b、cの層分けも、めっき付着量の実績値MPをパラメー
タとする。又、ノズル高さHP、ワイピングガス圧力PP、
ライン速度LSP、ノズル間隔DPは、いずれも、前回の制
御タイミングから今回の制御タイミングまでの期間の各
実績値の時間平均値であり、実績収集テーブルより計算
される。なお、空欄のデータは平均値計算から外す。 (10)式によって計算された学習補正係数L1は、次示
に示すフィルタリング計算を行った後、学習パラメータ
仮テーブル(学習パラメータテーブルそのものではな
い)に格納される。 L1(n)=(1−α)・L1+α・L1(n-1) ……(11) ここで、L1(n)は、学習パラメータ仮テーブルに格納
される値、L1は、(10)式による計算結果、L
1(n-1)は、L1(n)を格納する前に学習パラメータ仮テー
ブルから読出した値、αはフィルタリング定数(α=0
はフィルタ無し)、α=1はフィルタ無限大)である。 なお、フィードバック制御が行われていない場合に
は、学習パラメータ仮テーブルの内容を学習パラメータ
データに格納する。この処理により、学習補正係数L1と
フィードバック補正係数L2の同時更新が防止され、過制
御が防止される。 学習制御結果データは、学習パラメータ計算の直後の
時点で、前記回帰計算用実績データテーブルへ格納され
る。なお、対象データが存在しないか、データが上下限
異常値であるときには、回帰計算用実績データテーブル
には空欄を格納する。 本実施例においては、フィードフォワード制御用のモ
デル式にフィードバック制御による補正係数L2を設けて
いるので、フィードフォワード制御とフィードバック制
御を共通の式に基づいて実施することができ、制御が簡
略である。 本発明法と従来法による制御結果を第6図に比較して
示す。操業条件は、速度85m/分、板厚1.2mm、板幅850〜
1200mm、目付量目標値80→60g/m2である。フィードフォ
ワード(FF)制御のみによる従来法では、第6図(A)
に示す如く、偏差が残ったままで推移する。一方、フィ
ードバック(FB)制御のみによる従来法では、第6図
(B)に示す如く、急変時になかなか安定しない。これ
らに対して、本発明法では、第6図(C)に示す如く、
良好な結果が得られた。 前記実施例においては、本発明が、純亜鉛めっき及び
合金めっきに適用されていたが、本発明が適用されるめ
っきの種類は、これに限定されない。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied by spraying a gas from wiping nozzles 14 and 16 onto the surface of a strip 12 plated through a molten zinc bath 10 as shown in FIG. This is applied to a hot-dip plating line that controls the temperature. As shown in FIG. 2, the apparatus for controlling the amount of plating applied according to the present embodiment, for example, during plating with pure zinc, in a state where the strip 12 is cooled downstream of the wiping nozzles 14 and 16 (upper side in FIG. 1). A coating weight meter (thickness gauge) 20 for measuring the coating weight (thickness) of the plating, and an alloying method for measuring the content of the base iron in the strip 12 and the coating weight of the alloyed plating, for example, in the case of alloy plating. Meter 22, a coating weight control device 24 for controlling the coating weight according to the present invention based on the output of the coating weight meter 20 or the alloying meter 22, a coating weight control device 24 and the coating weight meter 20 or a signal input from the alloying degree meter 22, a process computer 26 for setting a coating amount set value and a plating type, an off-line regression calculation computer 28, and a display device 28A and a line printer 28B. ing. Hereinafter, the operation of the embodiment will be described. First, various results data used for controlling the amount of adhesion are collected for each predetermined sampling circumference by the adhesion amount meter 20, the alloying degree meter 22, and the like, and stored in the memory of the process computer 26 to create a result collection table. As the actual data to be collected, for example, the actual distance value D P between the strip and the nozzle,
Wiping nozzle height H P, wiping gas pressure actual value
P P , actual line speed value LS P , strip thickness t at the wiping nozzle portion, strip plate width W at the wiping nozzle portion, zinc bath temperature actual value Tz, nozzle type, nozzle angle, dull / bright classification, standard grape number, There are a set value of plating weight Ms, a measured value of plating weight M P , zinc bath components (Al, Pb, Fe), gas types (air, nitrogen), plating types, and the like. At the time of data collection, upper and lower limits are checked, and abnormal data is left blank, and data is stored in the results collection table. Next, a regression calculation is performed by the regression calculation computer 28 using the actual data for the regression calculation.
Find b and c. M = aX 2 + bX + c (1) Here, M: Plating amount setting value or actual value X: Plating amount equivalent value The regression calculation is performed based on the model formula level by updating the parameters a, b, and c. This is for the purpose of examining an adhesion amount model formula having a higher hit ratio and a change in the layering method of the parameters a, b, and c in the model formula. This regression calculation is
It is desirable to perform the calculation offline using a development computer, but it is also possible to perform regression calculation in parallel even when the online process computer 26 is controlling the amount of adhesion. If a part of the regression calculation result data is abnormal, it is excluded from the regression calculation target data,
Regression accuracy can be improved. Specifically, the inventors found out by examining the actual operation data, for example, the following basic model formula X = (1 / lnH) · (LS · D / P) 1/2 × L 1 · L 2 …… (2) where LS: line speed, D: distance between strip and wiping nozzle P: wiping gas pressure, H: wiping nozzle height from molten metal bath surface, L 1 , L 2 : constant ( The following regression equation is set as a constant L 1 = L 2 = 1 (reference value) of the correction coefficient), and the regression coefficients a, b, and c are obtained by substituting the actual data for regression calculation therein. . X = (1 / lnH P) × {(LS P · D P) / P P} 1/2 ...... (3) M P = aX 2 + bX + c ...... (4) where the subscript P is indicating an actual value It is. The regression calculation computer 28 is a process computer
Data of the set conditions are read from the regression calculation result data table 26 and stored in the regression data table in the regression calculation computer 28. Next, the data items to be used for the actual regression calculation are specified, the data under the corresponding conditions are read, and the regression calculation is performed. After performing a correlation check as necessary, a regression calculation is performed using the data in the regression data table, and the calculation result is displayed on the display device 28A. Further, regression calculation parameters, regression calculation setting contents, data stored in the regression data table, regression calculation results, and the like can be output to the line printer 28B. In the feedforward control, firstly, supra (2) the following equation (5) obtained by solving the wiping gas pressure P the equation P = (LS · D · L 1 2 · L 2 2) / (X · lnH) 2 ...... (5) and also (2) the strip - following equation (6) D = P · (X · lnH ) was solved for the distance D between the wiping nozzle 2 / (LS · L 1 2 · L 2 2 With the constant L 1 = L 2 = 1 in (6), the wiping gas pressure P and the nozzle interval D are determined by the equations (5) and (6), and the adhesion amount is controlled by feedforward control. At this time, when obtaining the set value of the wiping gas pressure P,
For the line speed LS, the nozzle interval D, and the nozzle height H, the actual values up to that point are used. When calculating the nozzle interval D, the wiping gas pressure P is a constant corresponding to the nozzle pressure during ideal operation determined after the line is operated, and the line speed LS and the nozzle height H are actual values.
The value X of the following equation obtained by solving the above equation (1) is used as the plating adhesion amount equivalent value X. If b 2 −4a (c−Ms) is negative, this value is set to zero. Since the above equation (1) always increases monotonically,
As the plating adhesion amount X, the larger value of X 1 and X 2 is used. The regression coefficients a, b, and c used in the equation (7) are, for example, gas type, nozzle type, nozzle angle, dull material or bright material, hot material or cold material, and plating adhesion set value.
Ms, the nozzle height H P, the line speed LS P, thickness, plate width, the strip unit tension, zinc bath temperature, by layering depending on the zinc bath prior to sheet temperature, etc., is possible to improve the accuracy of the regression calculation it can. Which of the stratified regression coefficients a, b, and c is used is automatically determined by command information from the process computer 26. Also, it can be set by the designation of the operator. According to the calculation result by the above-mentioned formula (6), the strip-
When moving the distance D between nozzles, it is not preferable in terms of operation if the distance D is changed every moment. Therefore, in practice, as shown in FIG. 3, for example, the distance D can be changed stepwise at intervals of 10 mm. y = f (x) (8) where x is a calculation result by the equation (6), and y is an actual nozzle position. In the present embodiment, hysteresis is provided when the nozzle interval D is increased and when the nozzle interval D is reduced.
Hunting is prevented. When the nozzle interval D is set, a correction according to a change in the thickness of the strip 12 is also performed. On the other hand, when there are no fluctuations in various actual values around the wiping nozzle such as the line speed LS, the plating amount M, the wiping gas pressure P, and the nozzle position, and the line is operating stably, the feedback control is performed. Specifically, the wiping gas pressure P is feedback-corrected based on the information of the plating adhesion meter 20 or the alloying degree meter 22 downstream of the wiping nozzles 14 and 16. The difference of the feed-forward control and the feedback control is in whether the constant L 2 is updated, the other functions are basically the same. This feedback control is realized by correcting the model formula used for the feedforward control. Correction factor L 2 in the feedback control,
It is calculated by the following equation. L 2 = (X · lnH / L 1 ) × {P / (LS · D)} 1/2 (9) Here, the value X corresponding to the amount of coating applied is calculated by the above formula (7). . Incidentally, coating weight M used in calculation of the time in (7) is the actual value M P rather than setting value Ms. Further, the nozzle height H, the wiping gas pressure P, the line speed LS, and the nozzle interval D are all time average values of the actual values from the previous control timing to the current control timing. The correction coefficient L 1 is used is stored in the learning parameter table value (initial value is 1). Correction coefficient L 2 calculated by the equation (9), while being stored in the feedback correction table, the following wiping gas pressure calculations, the strip - is used in the distance calculation between the nozzles. When the feedback control is being performed, the contents of the learning parameter table are not updated. This is the updating of the correction coefficient L 1 by the learning control, because the update by the feedback control of the correction coefficient L 2 is overcorrected to occur simultaneously. The calculation of the wiping gas pressure P and the strip-to-nozzle distance D during the feedback control is performed in the same manner as in the feedforward control. The correction factor L 2 used at this time becomes the value calculated by the supra not 1 (9). Also, the manner of moving the strip-to-nozzle distance D according to the calculation result can be the same as in the case of feedforward control. The correction factor L 2, since the deposition amount information from the coating weight meter 20 or alloyed meter 22 is updated every transmitted, layering not is a single parameter. Switching between the feedforward control and the feedback control according to the present invention is performed as follows. That is, as shown in FIG. 4, a predetermined time t, which is variable in one second, for example, as shown in FIG. 4, with respect to three actual values of the actual value of the strip-wiping distance Dp, the actual value of the wiping gas pressure Pp, and the actual value of the line speed Lsp. For each, the change rate ln / t of each actual value (for example, l 1 : Dp, l
2 : Pp, l 3 : LSp), and when all the change rates are equal to or less than the predetermined value xn, it is determined that the state is stable. or,
When the stable state is not established, the unstable state is determined. This stable state means that the operation around the wiping nozzle is stable, and does not mean that the amount of zinc deposited at the place where the weight meter is installed is stable. When the unstable state has occurred a predetermined number of times (for example, once) after the state has changed from the stable state to the unstable state,
Automatically switches from feedback control to feedforward control. Conversely, when the state changes from an unstable state to a stable state, the control is not immediately switched to the feedback control, but as shown in FIG. )), A predetermined distance (for example, 100 m) corresponding to the arrangement interval between them, and then, when the adhesion amount information is transmitted from the adhesion amount meter or the like a predetermined number of times (for example, twice), the feed-forward control is automatically switched to the feedback control. Switch to At this time, the influence of the unstable part may remain in the adhesion amount information of the first figure.
Feedback control is started using the attached amount information after the second time. Note that, even if the switching to the feedback control becomes possible, the switching to the feedback control may not always be performed depending on the setting state of the control mode. Further, in the present embodiment, the model equation (1) used in the feedforward control and the feedback control,
Learning is also performed to automatically improve the accuracy of (2). That is, (2) calculated from the various actual values of the correction coefficients L 1 of formula, stored in the learning parameter table, at the time of feed-forward control and feedback control, using the data L 1 stored in the learning parameter table.
The timing of the learning control is when the adhesion information is transmitted from the plating adhesion meter or the alloying degree meter 22, and is in a stable state in which feedback control is possible. Although this learning control and the feedback control is very similar functions, according to the learning control, is capable of long-term model type auto-tuning, correction coefficients L 1 have been layering by other various parameters It has the feature of. In contrast, the feedback control may be considered a model formula auto-tuning function of the short term, the feedback correction coefficient L 2 is not layering, it has become a single parameter. This learning control is based on the learning parameters in the model formula used in feedforward control.
It is achieved by calculating the L 1. Learning parameters L 1 is calculated as follows. That is,
Assuming that the feedback correction coefficient L 2 = 1, the following equation is derived from the above equation (2). L 1 = X · LnH P × {P P / (LS P · D P )} 1/2 (10) Here, the plating adhesion amount X is calculated by the above equation (7). At the time of this learning, the plating adhesion amount M
Is the actual value M P rather than the set value Ms. Also, the regression coefficient a,
b, layering of c also to the actual value M P coating weight as a parameter. Also, nozzle height H P , wiping gas pressure P P ,
Each of the line speed LS P and the nozzle interval D P is a time average value of each actual value in a period from the previous control timing to the current control timing, and is calculated from the actual result collection table. Note that blank data is excluded from the average value calculation. (10) the learning correction coefficient L 1 calculated by equation, after filtering calculation shown in the following indicates, are stored in the learning parameter temporary table (not the learning parameter table itself). L 1 (n) = (1 -α) · L 1 + α · L 1 (n-1) ...... (11) where, L 1 (n), the value stored in the learning parameter temporary table, L 1 Is calculated by equation (10), L
1 (n-1) is a value read from the temporary learning parameter table before storing L 1 (n) , and α is a filtering constant (α = 0
Is no filter), α = 1 is filter infinity). When the feedback control is not performed, the contents of the learning parameter temporary table are stored in the learning parameter data. This process prevents concurrent updates of the learning correction coefficient L 1 and the feedback correction coefficient L 2 is, oversteering can be prevented. The learning control result data is stored in the regression calculation result data table immediately after the learning parameter calculation. If the target data does not exist or if the data is an upper / lower limit abnormal value, a blank column is stored in the regression calculation result data table. In the present embodiment, since there is provided a correction coefficient L 2 by the feedback control in the model equation for the feed-forward control can be performed based on the feedforward control and the feedback control to a common expression, the control is simplified is there. FIG. 6 shows control results obtained by the method of the present invention and the conventional method in comparison with FIG. Operating conditions are as follows: speed 85m / min, plate thickness 1.2mm, plate width 850 ~
1200 mm, a basis weight target value 80 → 60g / m 2. In the conventional method using only feedforward (FF) control, Fig. 6 (A)
As shown in (1), the transition is made with the deviation remaining. On the other hand, in the conventional method using only feedback (FB) control, as shown in FIG. In contrast, according to the method of the present invention, as shown in FIG.
Good results were obtained. In the above embodiment, the present invention is applied to pure zinc plating and alloy plating, but the type of plating to which the present invention is applied is not limited to this.
【図面の簡単な説明】 第1図は、ワイピングガスによるめっき付着量制御の原
理を示す略線図、 第2図は、本発明に係るめっき付着量制御方法を行うた
めの、めっき付着量制御装置の全体構成を示すブロック
線図、 第3図は、本発明の実施例におけるストリップ−ノズル
間距離の移動方法を示す線図、 第4図は、同じく、各種実績値による安定判別状態を説
明する線図、 第5図は、同じく、フィードバック制御可能状態を説明
する線図、 第6図(A)、(B)、(C)は、従来法と本発明法に
よる制御結果を比較して示す線図である。 10……溶融亜鉛浴、 12……ストリップ、 14、16……ワイピングノズル、 20……めっき付着量計、 22……合金化度計、 24……付着量制御装置、 26……プロセスコンピュータ、 28……回帰計算用コンピュータ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle of plating weight control using a wiping gas, and FIG. 2 is a plating weight control method for performing a plating weight control method according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the apparatus, FIG. 3 is a diagram showing a method of moving the strip-to-nozzle distance in an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which feedback control is possible, and FIGS. 6 (A), (B) and (C) are diagrams for comparing control results obtained by the conventional method and the present invention method. FIG. 10 ... molten zinc bath, 12 ... strip, 14, 16 ... wiping nozzle, 20 ... plating weight meter, 22 ... alloying degree meter, 24 ... weight control device, 26 ... process computer, 28 Regression calculation computer.
Claims (1)
ップの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けて
めっき付着量を制御するに際して、 ストリップ−ワイピングノズル間距離、ワイピングガス
圧力及びライン速度の各変化率の少くともいずれか1つ
が所定値を越える不安定状態では、フィードフォワード
制御を行い、 前記変化率が総て所定値以下である安定状態が続き、付
着量情報が所定回数以上受信された時にフィードバック
制御を可能とすることを特徴とするめっき付着量制御方
法。When a gas is sprayed from a wiping nozzle onto a surface of a plated strip passing through a molten metal bath to control the amount of plating, each of a strip-wiping nozzle distance, a wiping gas pressure and a line speed is controlled. In an unstable state in which at least one of the change rates exceeds a predetermined value, the feedforward control is performed, and the stable state in which the change rates are all equal to or less than a predetermined value continues, and the adhesion amount information has been received a predetermined number of times or more. A plating amount control method characterized in that feedback control is sometimes enabled.
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Publications (2)
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JPH03173757A JPH03173757A (en) | 1991-07-29 |
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1989
- 1989-11-30 JP JP1311656A patent/JP2804320B2/en not_active Expired - Lifetime
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