JP4335860B2 - Winding temperature control device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延ラインの巻取温度制御装置およびその制御方法に係り、簡易な計算で巻取温度を目標温度に一致させるのに好適な巻取温度制御装置およびその制御方法に関する。
The present invention relates to a winding temperature control device for a hot rolling line and a control method thereof, and more particularly to a winding temperature control device and a control method thereof suitable for matching the winding temperature to a target temperature by simple calculation.
巻取温度制御を行う従来方法として、例えば、特許文献１には、冷却開始前にあらかじめ得られた圧延材の速度パターンに対応して、圧延材の情報に基づいて冷却パターンを設定する制御方法が開示されている。また特許文献２には、圧延材冷却装置に対応して長手方向に分割し、これを材料冷却単位としてこの単位毎に温度を予測し、その予測温度を目標温度に一致させる巻取温度制御方法が記載されている。また圧延材の温度変化や搬送テーブルの入側温度変化を取り込んでリアルタイムで冷却水量を決め、これに応じてバルブの操作をすることにより、外乱の影響を低減することのできる巻取温度制御装置が示されている。
As a conventional method for performing the coiling temperature control, for example, Patent Document 1 discloses a control method for setting a cooling pattern based on information on a rolled material, corresponding to the speed pattern of the rolled material obtained in advance before the start of cooling. Is disclosed. Patent Document 2 discloses a winding temperature control method in which a rolling material cooling apparatus is divided in the longitudinal direction, and this is used as a material cooling unit to predict a temperature for each unit and to match the predicted temperature with a target temperature. Is described. Also, the coiling temperature control device can reduce the influence of disturbance by taking the temperature change of the rolled material and the inlet side temperature change of the transfer table and determining the amount of cooling water in real time and operating the valve accordingly. It is shown.
しかしながら、これらの手法では、膨大な組み合わせとなる冷却パターンの中から適切なパターンを効率的に選択することに配慮されていないため、冷却パターンの決定に多大な計算時間を必要とする問題点があった。またバルブの操作を巻取温度制御にとって最適化することに主眼を置いているため、あるバルブが時系列に開閉を繰り返すことがある問題点があった。
However, these methods are not considered to efficiently select an appropriate pattern from among a huge number of combinations of cooling patterns, and therefore there is a problem that requires a large amount of calculation time to determine the cooling pattern. there were. In addition, since the focus is on optimizing the operation of the valve for the coiling temperature control, there is a problem that a certain valve repeatedly opens and closes in time series.
さらに、一般に圧延材の通板速度は、ミル払い出し時は低速で、ダウンコイラ巻取開始後、急激に高速になり、コイルがミルを抜ける直前に再度低速になる。特許文献１では、速度一定の定常部では良い制御が行えるが、速度が変化する過渡状態部では、速度パターンと巻取温度パターンは直接対応しないので、速度パターンに対応して冷却パターンを変更する手法では巻取温度制御の精度が低下する問題点があった。
Further, the rolling speed of the rolled material is generally low when the mill is discharged, rapidly increases after the start of downcoiler winding, and decreases again immediately before the coil exits the mill. In Patent Document 1, good control can be performed in a steady portion where the speed is constant, but in the transient state portion where the speed changes, the speed pattern and the winding temperature pattern do not directly correspond to each other, so the cooling pattern is changed corresponding to the speed pattern. This method has a problem that the accuracy of the coiling temperature control is lowered.
また、特許文献２に記載された制御方法では、圧延材の温度予測をする分割単位が冷却装置の大きさに依存するため、精度上必要とする値に比べ、分割が粗くなる問題があった。
Moreover, in the control method described in Patent Document 2, since the division unit for predicting the temperature of the rolled material depends on the size of the cooling device, there is a problem that the division becomes coarser than the value required for accuracy. .
したがって、本発明が解決しようとする課題は、膨大な組み合わせとなる冷却パターンの中から巻取り温度を精度良く制御するのに適切な冷却パターンを、効率的に選択する手法を提供し、冷却パターンを算出するための計算時間を低減することにある。また、バルブが時系列に開閉を繰り返すことのない冷却パターンを生成することにある。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a method for efficiently selecting an appropriate cooling pattern for accurately controlling the coiling temperature from among a huge number of cooling patterns. This is to reduce the calculation time for calculating. Another object is to generate a cooling pattern in which the valve does not repeat opening and closing in time series.
前記した課題を解決するために、本発明は、熱間圧延機で圧延された鋼板を、該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し、ダウンコイラで巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度制御装置において、冷却装置に備えられた多数の冷却ヘッダーの開放順序の優先関係を格納している冷却ヘッダー優先順位テーブルと、該鋼板の巻取り温度を推定するための板温推定モデルと、冷却ヘッダーの開閉の組み合わせであるヘッダーパターンを該優先順位テーブルの情報を用いて生成した制御コードと対応づけた上で、目標巻取り温度と鋼板の速度に関する情報とから、該板温推定モデルを用いて巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードを算出して出力するプリセット制御手段と、該プリセット手段が出力した制御コードをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力するヘッダーパターン変換手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a steel plate before being rolled up by a downcoiler after the steel plate rolled by a hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill. In the winding temperature control device for controlling the temperature of the steel sheet to a predetermined target temperature, a cooling header priority table storing a priority relationship of the opening order of a number of cooling headers provided in the cooling device, and winding of the steel plate After associating the sheet temperature estimation model for estimating the temperature and the header pattern which is a combination of opening and closing of the cooling header with the control code generated using the information in the priority table, the target winding temperature and the steel sheet Preset control that estimates the coiling temperature using the plate temperature estimation model from the information about the speed, and calculates and outputs a control code for realizing the target coiling temperature using the estimation result And the step, characterized in that it is configured to include a header pattern conversion means for outputting a control code said preset means has outputted to the conversion to the cooling device in the header pattern.
前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最大値（または最小値）、すべてのヘッダーが閉じた状態を最小値（または最大値）とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に減少（または増加）するように対応づけられている。
The control code has a maximum value (or minimum value) when all headers are open, and a minimum value (or maximum value) when all headers are closed. The estimated value is associated with a monotonously decreasing (or increasing).
前記プリセット制御手段は、前記制御コードを前記鋼板の長手方向の各部位に対応づけて算出して出力し、前記ヘッダーパターン変換手段は各ヘッダーの直下の鋼板の長手方向の部位を認識した上で、部位と対応した制御コードを抽出し、これをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力することを特徴とする。
The preset control means calculates and outputs the control code in association with each part in the longitudinal direction of the steel sheet, and the header pattern conversion means recognizes the part in the longitudinal direction of the steel sheet directly under each header. The control code corresponding to the part is extracted, converted into a header pattern, and output to the cooling device.
前記プリセット制御手段は、前記制御コードの鋼板長手方向の増減を調べ、ある部位の制御コードが前後の制御コードに比べて大きいか小さい場合には、該制御コードを前または後ろの制御コードと一致させることで、鋼板長手方向の制御コードの変化が単峰性の関数になるように制御コードを修正するスムージング手段を備えたことを特徴とする。
The preset control means checks the increase / decrease of the control code in the longitudinal direction of the steel plate, and if the control code of a certain part is larger or smaller than the control code of the front and rear, the control code matches the control code of the front or rear Thus, there is provided a smoothing means for correcting the control code so that the change in the control code in the longitudinal direction of the steel sheet becomes a unimodal function.
また、本発明は、熱間圧延機で圧延された鋼板を、該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し、ダウンコイラで鋼板が巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度制御方法において、冷却装置に備えられた冷却ヘッダーの開放順序に優先順位を付与し、冷却ヘッダー開閉の組み合わせであるヘッダーパターンと対応する制御コードを、該優先順位を用いて生成し、制御コードと鋼板の速度に関する情報とから、板温推定モデルを用いて該鋼板の巻取り温度を推定し、推定結果を用いて目標巻取り温度を実現するための制御コードを決定して出力し、この制御コードをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力することを特徴とする。
In the present invention, the steel sheet rolled by the hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill, and the temperature of the steel sheet before being rolled up by the downcoiler is set to a predetermined value. In the winding temperature control method for controlling to the target temperature, priority is given to the opening order of the cooling header provided in the cooling device, and the control code corresponding to the header pattern that is a combination of opening and closing the cooling header is assigned the priority. Using the control code and the information about the speed of the steel plate, the coil temperature estimation model is used to estimate the coiling temperature of the steel plate, and the control code for realizing the target coiling temperature using the estimation result is obtained. The control code is converted into a header pattern and output to the cooling device.
本発明によると、熱間圧延における巻取り冷却工程において、簡単な計算により鋼板の長手方向で温度を高精度に制御することができる。また冷却バルブが時系列に入切を繰り返すことのない冷却パターンを生成できる。
According to the present invention, in the winding cooling process in hot rolling, the temperature can be controlled with high accuracy in the longitudinal direction of the steel sheet by simple calculation. Further, it is possible to generate a cooling pattern in which the cooling valve does not repeat turning on and off in time series.
本発明の巻取り温度制御装置を実施するための最良の形態は、図１に示すように、巻取り温度制御装置１００が、目標巻取り温度と鋼板の速度パターンと冷却装置の優先順位を入力情報とする。そして、板温推定モデルを用いて所望の巻取り温度を実現する冷却装置の指令値に対応した制御コードを算出するモデルベーストプリセット手段１１１と、冷却装置の指令値の不要な変更を抑制する冷却装置の指令値スムージング手段１１２を有する。さらに、制御コードを冷却装置の出力パターンに変換するヘッダーパターン変換手段１３０とを含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the best mode for carrying out the winding temperature control device of the present invention is that the winding temperature control device 100 inputs the target winding temperature, the speed pattern of the steel plate, and the priority order of the cooling device. Information. Then, model-based preset means 111 that calculates a control code corresponding to the command value of the cooling device that achieves a desired coiling temperature using the plate temperature estimation model, and cooling that suppresses unnecessary changes in the command value of the cooling device The apparatus has command value smoothing means 112. Furthermore, it includes header pattern conversion means 130 for converting the control code into the output pattern of the cooling device.
これにより、熱間圧延後の、鋼板の巻取り制御において、鋼板長手方向のどの部位においても、高精度な巻取り温度が得られる。この結果、鋼板の組成品質を向上させることができ、同時に、平坦に近い鋼板形状を得ることができる。
Thereby, in the winding control of the steel plate after hot rolling, a highly accurate winding temperature can be obtained at any part in the longitudinal direction of the steel plate. As a result, the composition quality of the steel plate can be improved, and at the same time, a steel plate shape close to flatness can be obtained.
図１は本発明の実施例１による巻取り温度制御装置と制御対象の構成を示す。巻取り温度制御装置１００は制御対象１５０から種々の信号を受信し、制御信号を制御対象150に出力するものである。
FIG. 1 shows a configuration of a winding temperature control device and a controlled object according to Embodiment 1 of the present invention. The winding temperature control apparatus 100 receives various signals from the control target 150 and outputs control signals to the control target 150.
まず、制御対象150の構成を説明する。本実施例で制御対象150は熱間圧延の巻取り温度制御ラインであり、圧延部152のミル157で圧延された900℃〜1000℃の温度の鋼板151を巻取り冷却部153で冷却し、ダウンコイラ154で巻取る。巻取冷却部153には、鋼板151の上側から水冷する上部冷却装置158と鋼板151の下側から水冷する下部冷却装置159が備えられている。各冷却装置は、水を放出する冷却ヘッダー160が一定本数組み合わされたバンク159を複数個、それぞれ備えている。
First, the configuration of the control target 150 will be described. The control object 150 in this embodiment is a coiling temperature control line for hot rolling, and the steel sheet 151 having a temperature of 900 ° C. to 1000 ° C. rolled by the mill 157 of the rolling unit 152 is cooled by the winding cooling unit 153. Take up with a downcoiler 154. The winding cooling unit 153 is provided with an upper cooling device 158 that cools water from the upper side of the steel plate 151 and a lower cooling device 159 that cools water from the lower side of the steel plate 151. Each cooling device includes a plurality of banks 159 in which a certain number of cooling headers 160 that discharge water are combined.
本実施例では、各冷却ヘッダー160の操作指令が開または閉の場合を例に説明する。ミル出側温度計155は、圧延部152で圧延された直後の鋼板の温度を計測し、巻取り温度計156はダウンコイラ154で巻取る直前の温度を計測する。巻取り温度制御の目的は、巻取り温度計156で計測された温度を目標温度に一致させることである。目標温度は、コイル長手方向の各部位で一定でも良いし、各部位に応じて異なった値を設定することもできる。
In this embodiment, a case where the operation command for each cooling header 160 is open or closed will be described as an example. The mill outlet thermometer 155 measures the temperature of the steel sheet immediately after being rolled by the rolling unit 152, and the winding thermometer 156 measures the temperature immediately before winding by the downcoiler 154. The purpose of the winding temperature control is to make the temperature measured by the winding thermometer 156 coincide with the target temperature. The target temperature may be constant at each part in the coil longitudinal direction, or a different value may be set according to each part.
次に、巻取り温度制御装置100の構成を示す。巻取り温度制御装置100は、鋼板155が巻取り冷却部153で冷却されるのに先立って各冷却ヘッダー160の開閉パターンに対応した制御コードを算出するプリセット制御手段110を備える。また、鋼板155が巻取り冷却部153で冷却されているときに、巻取り温度計156の測定温度等の実績をリアルタイムに取り込んで、制御コードを変更するダイナミック制御手段120を備える。また、制御コードを各冷却ヘッダー160の開閉パターンに変換するヘッダーパターン変換手段130を備えている。各冷却ヘッダー160の開閉パターンの集合を、以下、ヘッダーパターンと称する。
Next, the configuration of the winding temperature control device 100 will be shown. The winding temperature control apparatus 100 includes preset control means 110 that calculates a control code corresponding to the opening / closing pattern of each cooling header 160 before the steel plate 155 is cooled by the winding cooling unit 153. In addition, when the steel plate 155 is cooled by the winding cooling unit 153, a dynamic control means 120 is provided that takes in the results such as the measured temperature of the winding thermometer 156 in real time and changes the control code. In addition, header pattern conversion means 130 for converting the control code into the opening / closing pattern of each cooling header 160 is provided. A set of opening / closing patterns of each cooling header 160 is hereinafter referred to as a header pattern.
プリセット制御手段110は、目標巻取り温度テーブル114、速度パターンテーブル115、冷却ヘッダー優先順位テーブル116から情報を取り込み、板温推定モデル117を用いた演算によりヘッダーパターンを算出するモデルベーストプリセット手段111を有する。モデルベーストプリセット手段111の計算結果に対して、ヘッダーパターンの時間的な出力を滑らかにする冷却装置指令値スムージング手段112を有している。
The preset control means 110 includes a model-based preset means 111 that takes in information from the target winding temperature table 114, the speed pattern table 115, and the cooling header priority order table 116, and calculates a header pattern by calculation using the plate temperature estimation model 117. Have. A cooling device command value smoothing means 112 is provided for smoothing the temporal output of the header pattern with respect to the calculation result of the model-based preset means 111.
ダイナミック制御手段120は、巻取り温度計156からの検出温度を用いて、これと目標温度との偏差を補正する、巻取り温度偏差補正手段121を有している。また、ミル出側温度計155からの検出温度を用いて、これとプリセット制御演算時に想定したミル出側温度との偏差を補正する、ミル出側温度偏差補正手段122を有している。また、ミル157やダウンコイラ154の回転速度から鋼板151の速度を算出し、算出結果とプリセット制御演算時に想定した鋼板速度との偏差を補正する、速度偏差補正手段123を有している。
The dynamic control unit 120 includes a winding temperature deviation correction unit 121 that uses the detected temperature from the winding thermometer 156 to correct a deviation between the temperature and the target temperature. In addition, a mill outlet temperature deviation correction unit 122 is used to correct a deviation between the detected temperature from the mill outlet thermometer 155 and the mill outlet temperature assumed during the preset control calculation. Further, speed deviation correcting means 123 is provided for calculating the speed of the steel plate 151 from the rotation speed of the mill 157 and the downcoiler 154 and correcting the deviation between the calculated result and the steel plate speed assumed at the time of the preset control calculation.
図２は目標巻取り温度テーブル114の構成を示す。鋼板の種類（鋼種）に対応して目標温度が層別された例を示している。プリセット制御手段110は該当コイルの鋼種を判定して、目標巻取り温度テーブル114から対応する目標温度を抽出する。
FIG. 2 shows the configuration of the target winding temperature table 114. The example in which the target temperature is stratified corresponding to the type (steel type) of the steel plate is shown. The preset control means 110 determines the steel type of the corresponding coil, and extracts the corresponding target temperature from the target winding temperature table 114.
図３に速度パターンテーブル115の構成を示す。鋼種、板厚、板幅に対して、ミル157から鋼板151の先端が払い出されて、ダウンコイラ154に巻き取られるまでの速度が初期速度である。その後、急加速された後の定常速度、鋼板151の後端がミル157から払いだされる直前に急減速され、ダウンコイラ154で巻き取られるまでの速度が終期速度で、各速度は層別されている。
FIG. 3 shows the configuration of the speed pattern table 115. The initial speed is the speed from when the tip of the steel plate 151 is paid out from the mill 157 to the coiled by the downcoiler 154 with respect to the steel type, plate thickness, and plate width. After that, the steady speed after sudden acceleration, the speed until the rear end of the steel plate 151 is suddenly decelerated just before being fed out of the mill 157, and the speed until it is taken up by the downcoiler 154 is the final speed, and each speed is stratified. ing.
プリセット制御手段110は該当コイルの鋼種、板厚、板幅を判定して、速度パターンテーブル115から対応する速度パターンを抽出する。たとえば鋼種がSUS304、板厚3.0〜4.0mm、板幅が1200mmのときには、初期速度150mpm、定常速度150mpm、終期速度150mpmが設定されることを示している。
The preset control means 110 determines a steel type, a plate thickness, and a plate width of the corresponding coil, and extracts a corresponding speed pattern from the speed pattern table 115. For example, when the steel type is SUS304, the plate thickness is 3.0 to 4.0 mm, and the plate width is 1200 mm, the initial speed is 150 mpm, the steady speed is 150 mpm, and the final speed is 150 mpm.
図４に冷却ヘッダー優先順位テーブル115の構成を示す。以下では、ヘッダーの総数が100の場合を例に説明する。図４は100個のヘッダーの開放順位に、１〜100の優先順位を付与したもので、鋼種、板厚、ヘッダー区分（上ヘッダーまたは下ヘッダー）に対して、優先的に開放する冷却ヘッダーの順序が格納されている。
FIG. 4 shows the configuration of the cooling header priority table 115. Hereinafter, a case where the total number of headers is 100 will be described as an example. Fig. 4 shows the priority order of 1 to 100 for the opening order of 100 headers. The cooling headers that are preferentially opened for steel grade, sheet thickness, and header classification (upper header or lower header). The order is stored.
優先順位は、冷却効率、表面と内部の許容温度差等に配慮して決定する。たとえば、鋼板151が薄い場合は、表面と内部に温度差が生じにくいため、冷却効率に配慮して鋼板151の温度が高いミル157の出側に近いヘッダーを優先的に開く。鋼板151が厚い場合には、空冷による復熱を利用して表面と内部の温度差を許容値の範囲内に抑える目的で、可能な限り開ヘッダーが連続しないように優先順位を付与する。水冷と空冷を混在させることで、冷却効率を多少犠牲にして鋼板151の表面と内部の温度差を抑制する。
The priority order is determined in consideration of cooling efficiency, allowable temperature difference between the surface and the inside, and the like. For example, when the steel plate 151 is thin, a temperature difference hardly occurs between the surface and the inside, so that the header close to the exit side of the mill 157 where the temperature of the steel plate 151 is high is preferentially opened in consideration of cooling efficiency. When the steel plate 151 is thick, priority is given so that the open headers are not continuous as much as possible for the purpose of suppressing the temperature difference between the surface and the interior within the allowable range by utilizing recuperation by air cooling. By mixing water cooling and air cooling, the temperature difference between the surface and the inside of the steel plate 151 is suppressed at the expense of some cooling efficiency.
冷却ヘッダーは目標巻取り温度が実現できる本数だけ、開放するように制御される。バルク、冷却ヘッダーには、ミル157に近い順に番号がつけられており、たとえば（１、１）は、第１バルクの第１冷却ヘッダーを表している。
The cooling headers are controlled to be opened as many as the target winding temperature can be achieved. The bulk and cooling headers are numbered in order of proximity to the mill 157, for example (1, 1) represents the first cooling first cooling header.
図４で、鋼種がSUS304、板厚が2.0〜3.0mm、冷却ヘッダー区分が上ヘッダーの場合には、（１、１）、（１、２）、（１、３）、（１、４）、（１、５）、（２、１）、・・・・・、（20、4）、（20、5）の順で、優先的に開放することを示している。すなわち、薄板のため冷却効率に配慮してミル157出側のヘッダーから順に優先的に開放する。また、鋼種がSUS304、板厚が5.0〜6.0mm、冷却ヘッダー区分が上ヘッダーの場合には、（１、１）、（１、４）、（２、１）、（２、４）、（３、１）、（３、４）、・・・・・、（20、３）、（20、5）の順で、優先的に開放する。すなわち、鋼板151がやや厚いため、開ヘッダーが連続しないように優先順位を付与していることを示している。
In FIG. 4, when the steel type is SUS304, the plate thickness is 2.0 to 3.0 mm, and the cooling header section is the upper header, (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4) , (1, 5), (2, 1),..., (20, 4), (20, 5). That is, since it is a thin plate, it is preferentially opened in order from the header on the outlet side of the mill 157 in consideration of cooling efficiency. When the steel type is SUS304, the plate thickness is 5.0 to 6.0 mm, and the cooling header section is the upper header, (1, 1), (1, 4), (2, 1), (2, 4), ( 3, 1), (3, 4),..., (20, 3), (20, 5), in that order. That is, since the steel plate 151 is slightly thick, priority is given so that open headers do not continue.
本実施例では、上ヘッダーと下ヘッダーの優先順位を同一としたが、異なる優先順位を付与することもできる。
In this embodiment, the priority order of the upper header and the lower header is the same, but different priority orders can be given.
ヘッダーパターンは対応する制御コードで表現する。図５にプリセット制御手段110が出力する制御コードと、冷却ヘッダー開閉パターンの対応を示す。制御コード０が全開、100が全閉である。以下、優先順位１の冷却ヘッダーのみが開いているヘッダー開閉パターンを１、優先順位１と２の二つの冷却ヘッダーが開いているヘッダー開閉パターンを２、…のように制御コード化している。
The header pattern is expressed by a corresponding control code. FIG. 5 shows the correspondence between the control code output by the preset control means 110 and the cooling header opening / closing pattern. Control code 0 is fully open and 100 is fully closed. Hereinafter, the header open / close pattern in which only the priority 1 cooling header is open is set as 1, the header open / close pattern in which the two cooling headers of priority 1 and 2 are open is set as the control code, and so on.
プリセット制御手段110は、このような冷却ヘッダー開閉パターンに対応した制御コードを、スムージング手段112に出力する。すなわち、すべての冷却ヘッダーが開いた状態の制御コードを０、すべての冷却ヘッダーが閉じた状態の制御コードを100（100は上または下の冷却ヘッダーの総数）とする。そして、鋼種がSUS304、板厚が2.0〜3.0mm、冷却ヘッダー区分が上ヘッダーの場合であれば、ヘッダーの優先順位にしたがって制御コードを決定する。たとえば、（１、１）のみ開いた状態を制御コード99、（１、１）（１、２）が開いた状態を制御コード98、（１、１）（１、２）、（１、３）が開いた状態を制御コード97とする。この要領で、以下、全ヘッダーが開いている状態の制御コードである０まで、ヘッダーの開放パターンに制御コードを付与する。
The preset control means 110 outputs a control code corresponding to such a cooling header opening / closing pattern to the smoothing means 112. That is, the control code with all the cooling headers open is set to 0, and the control code with all the cooling headers closed is set to 100 (100 is the total number of cooling headers above or below). If the steel type is SUS304, the plate thickness is 2.0 to 3.0 mm, and the cooling header section is the upper header, the control code is determined according to the priority order of the header. For example, a state in which only (1, 1) is opened is the control code 99, and a state in which (1, 1) (1, 2) is opened is the control code 98, (1, 1) (1, 2), (1, 3 ) Is set as a control code 97. In this manner, hereinafter, control codes are assigned to the header release pattern up to 0 which is a control code in a state where all headers are open.
図６にモデルベーストプリセット手段111が実行するアルゴリズムを示す。S6−1で速度パターンテーブル115から取り込んだ値をもとに、初期速度から定常速度に移行するための加速開始位置、定常速度から終期速度に移行するための減速開始位置を算出する。そして、鋼板151のミル157での払い出し開始からダウンコイラ154での巻取り完了までの速度パターンを計算する。加速開始位置Saccp、加速完了位置Saccq、は、減速開始位置Sdccp、減速完了位置Sdccqは、以下に示す数１〜数４でそれぞれ算出できる。
FIG. 6 shows an algorithm executed by the model-based preset means 111. Based on the values fetched from the speed pattern table 115 in S6-1, an acceleration start position for shifting from the initial speed to the steady speed and a deceleration start position for shifting from the steady speed to the final speed are calculated. Then, the speed pattern from the start of payout of the steel plate 151 by the mill 157 to the completion of winding by the downcoiler 154 is calculated. The acceleration start position Saccp and the acceleration completion position Saccq can be calculated by the following equations 1 to 4, respectively, as the deceleration start position Sdccp and the deceleration completion position Sdccq.
S6−2では鋼板151の各部位について、解の制御コードを挟むような二つの制御コードｎL、ｎHを定義する。ここでは冷却ヘッダーの全開と全閉の間に解が存在することから、一律にｎL＝０、ｎH＝100とする。ここで制御コードの増加に伴って、単純に開いている冷却ヘッダーが減少するので、ｎ１＜ｎ２のとき、これらのヘッダーパターンに対応した巻取り温度Tc1、Tc2について、Tc1＜Tc2が成立する。
In S6-2, for each part of the steel plate 151, two control codes nL and nH that sandwich the control code of the solution are defined. Here, since a solution exists between the fully open and fully closed cooling headers, nL = 0 and nH = 100 are uniformly set. Here, as the control code increases, the number of cooling headers that are simply open decreases. Therefore, when n1 <n2, Tc1 <Tc2 holds for the winding temperatures Tc1, Tc2 corresponding to these header patterns.
次にS6−3で、ｎLとｎHの平均をｎ0とする。そしてS6−4で、制御コードｎ0に対応した巻取り温度Tc0を算出する。S6-4は板温推定モデル117にしたがった温度推定演算を、鋼板150の長手方向の各部位について、ミル払い出しからダウンコイラ巻取りまで、連続計算し、巻取り温度を推定する。S6−5で目標巻取り温度Ttargetに対する推定巻取り温度Tc0の符号を判定し、Tc0＞Ttarget の場合は、ｎ0とｎＬの間に解があるので、ｎ0を新たにｎＨとおく。逆にTc0＜Ttarget の場合は、ｎ0とｎＨの間に解があるので、ｎ0を新たにｎＬとおく。S6−6でアルゴリズムの終了条件を判定し、満足していない時はS6-3〜S6-5の実行を繰り返す。
In step S6-3, the average of nL and nH is n0. In S6-4, a winding temperature Tc0 corresponding to the control code n0 is calculated. In S6-4, the temperature estimation calculation according to the plate temperature estimation model 117 is continuously calculated for each part in the longitudinal direction of the steel plate 150 from the mill discharge to the downcoiler winding to estimate the winding temperature. In S6-5, the sign of the estimated winding temperature Tc0 with respect to the target winding temperature Ttarget is determined. If Tc0> Ttarget, there is a solution between n0 and nL, so n0 is newly set to nH. Conversely, when Tc0 <Ttarget, there is a solution between n0 and nH, so n0 is newly set to nL. In S6-6, the end condition of the algorithm is determined. If not satisfied, the execution of S6-3 to S6-5 is repeated.
アルゴリズムの終了は、S5-3〜S5-5の一定回数以上の繰り返しを完了、巻取り温度推定値Tcと目標巻取り温度Ttargetの偏差が一定値以下、ｎ0がｎH、ｎLのいずれかと一致、等を条件に判定すれば良い。
Completion of the algorithm is completed by repeating a predetermined number of times of S5-3 to S5-5, the deviation between the coiling temperature estimated value Tc and the target coiling temperature Ttarget is less than a certain value, n0 matches either nH or nL, Etc. may be determined under the condition.
制御コード付与の方法としては、すべての冷却ヘッダーが閉じた状態の制御コードを０（最小値）、すべての冷却ヘッダーが開いた状態の制御コードを100（最大値）とし、制御コードの増加に伴い、巻取り温度の推定値が単調に増加するように対応付けられていても良い。
The control code can be increased by setting the control code with all cooling headers closed to 0 (minimum value) and the control code with all cooling headers open to 100 (maximum value). Accordingly, the estimated value of the coiling temperature may be associated so as to increase monotonously.
図7にS6−4に対応した温度推定演算の詳細を示す。温度推定演算としては、鋼板151を長手方向および厚み方向に分割し、一定刻みΔで時間を進めて計算する、いわゆる前進差分法の例を示す。
FIG. 7 shows details of the temperature estimation calculation corresponding to S6-4. As the temperature estimation calculation, an example of a so-called forward difference method in which the steel plate 151 is divided in the longitudinal direction and the thickness direction and the calculation is performed by advancing the time by a constant increment Δ is shown.
S7−１で計算時刻を更新し、さらに図６のS６−１で生成した速度パターンから、該当時刻の板速Vｔを計算する。S7−2で、算出した板速を用いて、ミル払い出し長さを計算する。払い出し長さLnとは、圧延を終えてミルから払い出された鋼板の長さで、数５で計算できる。ただしLn-1は、前時刻の払い出し長さである。
The calculation time is updated in S7-1, and the plate speed Vt at the corresponding time is calculated from the speed pattern generated in S6-1 of FIG. In S7-2, the mill payout length is calculated using the calculated plate speed. The payout length Ln is the length of the steel sheet that is discharged from the mill after rolling, and can be calculated by Equation 5. However, Ln-1 is the payout length of the previous time.
演算が完了していない場合には、S7−4で鋼板の温度トラッキングを行う。すなわち、前時刻の鋼板の位置に対して、Δだけ時間が経過した後に鋼板がどれだけ進むかがLnとLn-1の関係から分かるので、鋼板の温度分布を対応した距離だけ移動する処理を行う。S7−5でΔの間にミルから排出された鋼板151にミル出側の鋼板温度の推定値を設定する。Ｓ7−6で鋼板151の各部位に対応したヘッダーの開閉の情報から、各部位が水冷か空冷かを判定する。水冷の場合はＳ7−7で、例えば数６にしたがって熱伝達係数を計算する。
If the calculation has not been completed, the temperature tracking of the steel sheet is performed in S7-4. In other words, the process of moving the temperature distribution of the steel sheet by a distance corresponding to the position of the steel sheet at the previous time is known from the relationship between Ln and Ln-1 after the time has elapsed by Δ. Do. In S7-5, an estimated value of the steel sheet temperature on the outlet side of the mill is set to the steel sheet 151 discharged from the mill during Δ. In S7-6, it is determined whether each part is water-cooled or air-cooled from information on opening / closing of the header corresponding to each part of the steel plate 151. In the case of water cooling, the heat transfer coefficient is calculated according to, for example, Equation 6 in S7-7.
数６は、いわゆるラミナー冷却の場合の熱伝達係数である。水冷方法としてはこの他にスプレー冷却等、種々あり、いくつかの熱伝達係数の計算式が知られている。一方、空冷の場合は、例えば数７にしたがって熱伝達係数を計算する。
Equation 6 is a heat transfer coefficient in the case of so-called laminar cooling. There are various other water cooling methods such as spray cooling, and several heat transfer coefficient calculation formulas are known. On the other hand, in the case of air cooling, the heat transfer coefficient is calculated according to Equation 7, for example.
数６と数７は、鋼板151の表と裏について、それぞれ計算する。そしてS7−9で鋼板151の各部位の温度を、Δ経過する前の温度をもとに、Δ間の熱量の移動を加減算することで、計算する。鋼板151の厚み方向の熱移動を無視する場合であれば、鋼板151の長手方向の各部位について数８のように計算できる。
Equations 6 and 7 are calculated for the front and back of the steel plate 151, respectively. In S7-9, the temperature of each part of the steel plate 151 is calculated by adding or subtracting the movement of the amount of heat between Δ based on the temperature before Δ has elapsed. If the heat transfer in the thickness direction of the steel plate 151 is ignored, each part in the longitudinal direction of the steel plate 151 can be calculated as in Expression 8.
また鋼板151の厚み方向の熱伝導を考慮する必要がある場合には、良く知られる熱方程式を解くことで計算できる。熱方程式は数９で表され、これを計算機で差分計算する方法は、種々の文献で公開されている。
Further, when it is necessary to consider the heat conduction in the thickness direction of the steel plate 151, it can be calculated by solving a well-known heat equation. The thermal equation is expressed by Equation 9, and methods for calculating the difference with a computer are published in various documents.
そして、S7−10でミル157からダウンコイラ154までの、ライン内の鋼板151の全領域で計算が完了するまで、S6−6〜S7−9を繰り返す。またS7−1〜S7−9を、S7−3で演算の終了を判定されるまで、繰り返す。
Then, S6-6 to S7-9 are repeated until the calculation is completed in the entire area of the steel plate 151 in the line from the mill 157 to the downcoiler 154 in S7-10. Further, S7-1 to S7-9 are repeated until it is determined in S7-3 that the calculation is finished.
図８に、S6−3で鋼板151の各部位に付与されている制御コードの、図６の最適化処理による変化の一例を示す。処理１回目では、各部位で同一の初期値（ｎL＝０、ｎH＝100）に対する処理なので、図８の処理１回目に示すように、鋼板151の全域で50が付与される。処理２回目では制御コード５０に対して鋼板151の各部位の巻取り温度Ｔc0の予測結果が、Ｔtargetより大きいか小さいかで、付与される制御コードが異なる。本実施例では、鋼板速度が低速である鋼板151の先端、後端に近い部分は、ヘッダーを閉じる方向の制御コードに更新され、鋼板速度が高速である鋼板151の中央部は、ヘッダーを開く方向の制御コードに更新される例を示している。
FIG. 8 shows an example of a change in the control code given to each part of the steel plate 151 in S6-3 due to the optimization process of FIG. In the first process, the process is performed on the same initial value (nL = 0, nH = 100) in each part. Therefore, as shown in the first process in FIG. In the second processing, the control code to be applied differs depending on whether the prediction result of the coiling temperature Tc0 of each part of the steel plate 151 is larger or smaller than Ttarget with respect to the control code 50. In this embodiment, the portions close to the front and rear ends of the steel plate 151 where the steel plate speed is low are updated to control codes in the direction of closing the header, and the central portion of the steel plate 151 where the steel plate speed is high opens the header. An example of updating to a direction control code is shown.
具体的には、図８の処理２回目に示すように、先端部、後端部は、１回目の処理のS6−5でｎL＝50、ｎH＝100に更新された結果、制御コードはその平均である75に更新されている。一方、中央部は１回目の処理のS6−5でｎL＝0、ｎH＝50に更新された結果、制御コードは25に更新されている。このようにして、図６のS6−3〜6−6を繰り返すことで、制御コードが順次更新される。
Specifically, as shown in the second processing of FIG. 8, the leading end and the trailing end are updated to nL = 50 and nH = 100 in S6-5 of the first processing. The average has been updated to 75. On the other hand, as a result of updating the central portion to nL = 0 and nH = 50 in S6-5 of the first processing, the control code is updated to 25. In this manner, the control codes are sequentially updated by repeating S6-3 to 6-6 in FIG.
図９にプリセット制御手段110が最終的に出力する、制御コードの例を示す。図の例では、鋼板151は先端からの距離に対応して１ｍ単位でメッシュに分けられており、メッシュに対応して、制御コードが割り振られる。冷却装置は鋼板の表と裏に対応して上部冷却装置158と下部冷却装置159があるので、制御コードとしては、上ヘッダーと下ヘッダーに対応して、別個に出力する。図では、鋼板151の長手方向について、先端から１ｍの上ヘッダーの制御コードは95、下ヘッダーの制御コードも95、500ｍから501ｍの間では、上ヘッダーの制御コードは14、下ヘッダーの制御コードも14であることを示している。
FIG. 9 shows an example of the control code finally output by the preset control means 110. In the example in the figure, the steel plate 151 is divided into meshes in units of 1 m corresponding to the distance from the tip, and control codes are assigned corresponding to the meshes. Since the cooling device includes the upper cooling device 158 and the lower cooling device 159 corresponding to the front and back of the steel plate, the control code is output separately corresponding to the upper header and the lower header. In the figure, for the longitudinal direction of the steel plate 151, the control code for the upper header 1m from the tip is 95, the control code for the lower header is 95, and the control code for the upper header is 14 between 500m and 501m, the control code for the lower header Also shows that it is 14.
図９では、鋼板151の同一部位に対応した上ヘッダーと下ヘッダーの制御コードを同一としたが、異なった制御コードを設定することも可能である。
In FIG. 9, the control codes of the upper header and the lower header corresponding to the same part of the steel plate 151 are the same, but different control codes can be set.
図１０にスムージング手段112の処理結果を示す。スムージング手段112はモデルベーストプリセット手段111の出力に対して、冷却ヘッダーの開閉を平滑化する処理を行う。モデルベーストプリセット手段111が出力した制御コードは、鋼板部位３ｍ〜４ｍの区間で、前後の部位に比べて、ともに小さくなっている。この場合、一部の冷却ヘッダーが部位の通過に伴って、瞬間的に開閉するような制御指令が出力される。
FIG. 10 shows the processing result of the smoothing means 112. The smoothing means 112 performs a process of smoothing the opening and closing of the cooling header on the output of the model-based preset means 111. The control code output by the model-based preset means 111 is smaller in the section of the steel plate parts 3m to 4m than in the front and rear parts. In this case, a control command is output so that a part of the cooling headers open and close instantaneously as the part passes through.
スムージング手段112によるスムージング処理の後は、制御コード12を14にスムージングすることにより、鋼板部位に対する制御コードの変化は単調となり、スムージング前の問題は解消されている。
After the smoothing process by the smoothing means 112, by smoothing the control code 12 to 14, the change of the control code for the steel plate portion becomes monotonous, and the problem before smoothing is solved.
短周期で冷却ヘッダーが開閉する指令を生成しても、実際には冷却ヘッダーの応答遅れのために意味を成さない。そこで、このようなスムージング処理を行い、冷却ヘッダーの指令を時間方向に平滑化する。平滑化は、各制御コードを前後の制御コードと比較し、ともに大きいか小さい場合には、前または後ろの制御コードと一致させるような、簡単な処理で実現できる。
Generating a command to open and close the cooling header in a short cycle does not actually make sense because of a response delay in the cooling header. Therefore, such a smoothing process is performed to smooth the cooling header command in the time direction. Smoothing can be realized by a simple process in which each control code is compared with the preceding and following control codes, and when both are large or small, the control codes are matched with the preceding or following control codes.
プリセット制御手段110が出力した制御コードは、ダイナミック制御手段120により、実際に鋼板151を冷却中にリアルタイムで補正される。ダイナミック制御手段120は、巻取り温度計156からの検出温度を用いて、これと目標温度との偏差を補正する、巻取り温度偏差補正手段121を備える。また、ミル出側温度計155からの検出温度を用いて、これとプリセット制御演算時に想定したミル出側温度との偏差を補正する、ミル出側温度偏差補正手段122を備える。さらに、ミル157やダウンコイラ154の回転速度から鋼板151の速度を算出し、算出結果とプリセット制御演算時に想定した鋼板速度との偏差を補正する、速度偏差補正手段123を備える。これらの補正量の総和を制御コードの変化量に換算し、ダイナミック制御手段120の補正量として出力する。補正量の計算は、ＰＩ制御等の適用等により実現できる。出力された補正量にしたがって、プリセット制御手段110が出力した制御コードが修正される。
The control code output by the preset control means 110 is corrected by the dynamic control means 120 in real time while the steel plate 151 is actually cooled. The dynamic control unit 120 includes a winding temperature deviation correcting unit 121 that corrects a deviation between the detected temperature from the winding thermometer 156 and the target temperature. Further, a mill outlet temperature deviation correction unit 122 is provided that corrects a deviation between the detected temperature from the mill outlet thermometer 155 and the mill outlet temperature assumed at the time of preset control calculation. Furthermore, speed deviation correcting means 123 is provided for calculating the speed of the steel plate 151 from the rotational speed of the mill 157 and the downcoiler 154 and correcting the deviation between the calculated result and the steel plate speed assumed at the time of preset control calculation. The sum of these correction amounts is converted into a change amount of the control code and output as a correction amount of the dynamic control means 120. The calculation of the correction amount can be realized by applying PI control or the like. The control code output by the preset control means 110 is corrected according to the output correction amount.
図１１にプリセット制御手段110が出力した制御コードをダイナミック制御手段120が補正したときの、補正結果の例を示す。鋼板部位５ｍ〜６ｍの制御コードが、12から14に補正されている。
FIG. 11 shows an example of the correction result when the dynamic control means 120 corrects the control code output by the preset control means 110. The control code of the steel plate portions 5m to 6m is corrected from 12 to 14.
図１２にヘッダーパターン変換手段130が実行するアルゴリズムを示す。S11−1で、冷却ヘッダー直下を通過している鋼板151の先端からの距離Lhを算出する。通常、制御装置100は、このような距離情報を種々の目的で使用するため、有している。
FIG. 12 shows an algorithm executed by the header pattern conversion means 130. In S11-1, a distance Lh from the tip of the steel plate 151 passing directly under the cooling header is calculated. Usually, the control device 100 has such distance information for use for various purposes.
S11−2でLhが０より小さいかどうか判定し、小さい場合には鋼板151が該当冷却ヘッダーまで到達していないので、処理を抜けてS11−6に進む。大きい場合には、鋼板151が該当冷却ヘッダーまで到達しているので、S11−3で距離Ｌhに対応した制御コードを抽出する。すなわちＬhと図９の鋼板部位を照合し、Ｌhに対応する部位の上ヘッダー制御コードと下ヘッダー制御コードを抽出する。
In S11-2, it is determined whether or not Lh is smaller than 0. If it is smaller, the steel plate 151 has not reached the corresponding cooling header, so the process is terminated and the process proceeds to S11-6. If it is larger, since the steel plate 151 has reached the corresponding cooling header, a control code corresponding to the distance Lh is extracted in S11-3. That is, Lh and the steel plate part of FIG. 9 are collated, and the upper header control code and the lower header control code corresponding to Lh are extracted.
S11−4で制御コードから冷却ヘッダー開閉パターンを抽出する。すなわち図５の制御コードと冷却ヘッダー開閉パターンの対応を用いて、優先順位がいくつの冷却ヘッダーまでを開放するか決定する。S11−5では、冷却ヘッダー優先順位テーブル115に格納されている情報を用いて、具体的に開放する冷却ヘッダーを特定し、最終的に該当冷却ヘッダーの開閉を決定する。S11−6で、すべての冷却ヘッダーについての演算が終了したかどうかを判定し、終了していない場合には、終了するまで、S11−1〜S11−5の処理を繰り返す。
In S11-4, the cooling header open / close pattern is extracted from the control code. That is, using the correspondence between the control code and the cooling header open / close pattern in FIG. In S11-5, using the information stored in the cooling header priority table 115, the cooling header to be specifically opened is specified, and finally the opening / closing of the corresponding cooling header is determined. In S11-6, it is determined whether or not the calculation for all the cooling headers has been completed. If the calculation has not been completed, the processes of S11-1 to S11-5 are repeated until the calculation is completed.
本実施例では冷却ヘッダー数が上下とも100の場合を例に説明したが、ヘッダー数としては設備に応じて、種々の数が可能である。本実施例ではスムージング手段112を備えたが、省略する構成も考えられる。
In the present embodiment, the case where the number of cooling headers is 100 at the top and bottom has been described as an example. In the present embodiment, the smoothing means 112 is provided, but a configuration in which it is omitted is also conceivable.
本実施例では水冷モデルや空冷モデルのチューニングを、プラントメーカが遠隔からインターネットを用いたサービスとして行う場合を示す。図１３に本実施例のシステムの全体構成を示す。
In the present embodiment, a case where a plant manufacturer remotely performs tuning of a water cooling model or an air cooling model as a service using the Internet will be described. FIG. 13 shows the overall configuration of the system of this embodiment.
メーカは制御対象150から制御装置100が取り込んだ巻取り温度や、これに関連したヘッダーパターン、鋼板151の速度、ミル出側温度等の実績データや板厚、板幅等のプライマリ情報を、ネットワーク1211、サーバ1210、回線網1203を介して、自社のサーバ1204に取り込む。そしてチューニング用データベース1205に格納する。
The manufacturer uses the network to record the winding temperature taken by the control device 100 from the control target 150, the header pattern related to this, the actual data such as the speed of the steel plate 151, the mill exit side temperature, and the primary information such as the plate thickness and width. 1211, the server 1210, and the network 1203 are imported into the server 1204 of the company. Then, it is stored in the tuning database 1205.
メーカ1202はモデルチューニング手段1206を有しており、鉄鋼会社1201からの要求にしたがって、チューニング用データベース1205に蓄積されたデータを用いて実施例１で述べたｈr、ｈw、λの補正計算を行い、計算結果を鉄鋼会社1201に送信する。補正計算は、たとえば「モデルチューニングを高精度に行うアジャスティングニューラルネットの構成と学習方式（電気学会論文誌Ｄ、平成７年４月号）」に一例を示すように、種々の方式が知られている。モデルチューニングの対価は、チューニング回数に対応付けても良いし、チューニングの結果向上した制御結果に対応付けた成果報酬でも良い。
The manufacturer 1202 has a model tuning means 1206, and performs correction calculation of hr, hw, and λ described in the first embodiment using the data stored in the tuning database 1205 in accordance with a request from the steel company 1201. The calculation result is transmitted to the steel company 1201. Various methods are known for the correction calculation, as shown in an example in “Structure and Learning Method of Adjusting Neural Network that Performs Model Tuning with High Accuracy (The Institute of Electrical Engineers of Japan D, April, 1995 issue)”. ing. The value of model tuning may be associated with the number of tunings, or may be a result reward associated with a control result improved as a result of tuning.
上記実施例１，２に示した本発明は、熱間圧延ラインの冷却制御に広く適用することができる。
The present invention shown in the first and second embodiments can be widely applied to cooling control of a hot rolling line.
100…制御装置、111…モデルベーストプリセット手段、112…スムージング手段、114…目標巻取り温度テーブル、115…速度パターンテーブル、116…冷却ヘッダー優先順位テーブル、117…板温推定モデル、120…ダイナミック制御手段、130…ヘッダーパターン変換手段、150…制御対象、153…巻取冷却部、1205…チューニング用データベース、1206…モデルチューニング手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Control apparatus, 111 ... Model based preset means, 112 ... Smoothing means, 114 ... Target winding temperature table, 115 ... Speed pattern table, 116 ... Cooling header priority table, 117 ... Plate temperature estimation model, 120 ... Dynamic control Means 130: Header pattern conversion means 150 ... Control object 153 ... Winding cooling unit 1205 ... Tuning database 1206 ... Model tuning means
Claims (12)
- 熱間圧延機で圧延された鋼板を、熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し、ダウンコイラで巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度制御装置において、
前記冷却装置に備えられた多数の冷却ヘッダーの開放順序の優先関係を格納している冷却ヘッダー優先順位テーブルと、
前記鋼板の巻取り温度を推定するための板温推定モデルと、
前記冷却ヘッダーの開閉の組み合わせであるヘッダーパターンを前記冷却ヘッダー優先順位テーブルの情報を用いて生成した制御コードと対応づけした上で、解を求めるために与えられた所与の制御コード、熱間圧延機出側の鋼板温度の推定値、及び鋼板の速度に関する情報から、前記板温推定モデルを用いて前記鋼板の巻取り温度を推定し、この推定した巻取り推定温度が目標巻取り温度に近づくように前記所与の制御コードを更新して目標巻取り温度を実現するための解となる制御コードを得て出力するプリセット制御手段と、
該プリセット制御手段が出力した制御コードをヘッダーパターンに変換して前記冷却装置に出力するヘッダーパターン変換手段と、を含んで構成されることを特徴とする巻取り温度制御装置。 Winding temperature control that cools the steel sheet rolled by the hot rolling mill with a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill and controls the temperature of the steel sheet before being wound by the downcoiler to a predetermined target temperature. In the device
A cooling header priority table storing a priority relationship of an opening order of a plurality of cooling headers provided in the cooling device;
A plate temperature estimation model for estimating the coiling temperature of the steel plate;
The header pattern, which is a combination of the opening and closing of the cooling header, is associated with the control code generated using the information of the cooling header priority table, and then given control code given to obtain a solution , hot estimates on the delivery side of the rolling mill of a steel sheet temperature, and information whether et related to the velocity of the steel sheet, the sheet temperature using the estimated model estimates the winding temperature of the steel sheet, coiling the estimated temperature target winding that this estimated Preset control means for obtaining and outputting a control code as a solution for realizing the target winding temperature by updating the given control code so as to approach the temperature;
A winding temperature control device comprising: header pattern conversion means for converting a control code output from the preset control means into a header pattern and outputting the header code to the cooling device. - 前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最大値、すべてのヘッダーが閉じた状態を最小値とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に減少するように対応づけられていることを特徴とする請求項１記載の巻取り温度制御装置。 The control code has a maximum value when all headers are open, and a minimum value when all headers are closed, and the estimated value of the coiling temperature decreases monotonously as the control code increases. The winding temperature control device according to claim 1, wherein the winding temperature control device is attached.
- 前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最小値、すべてのヘッダーが閉じた状態を最大値とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に増加するように対応づけられていることを特徴とする請求項１記載の巻取り温度制御装置。 The control code has a minimum value when all headers are open and a maximum value when all headers are closed, and the estimated value of the coiling temperature increases monotonically as the control code increases. The winding temperature control device according to claim 1, wherein the winding temperature control device is attached.
- 前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最大値、すべてのヘッダーが閉じた状態を最小値とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に減少するように対応づけられ、
前記プリセット制御手段は、制御コードの最大値と最小値をそれぞれ第１の制御コードと第２の制御コードとし、この第１の制御コードと第２の制御コードの平均値を第３の制御コードとして算出し、この算出した第３の制御コードを前記所与の制御コードとして、この第３の制御コードに対応したヘッダーパターンで巻取り温度を推定し、推定結果が前記目標巻取り温度より大きい場合には前記第３の制御コードを改めて前記第２の制御コードとし、逆に、推定結果が前記目標巻取り温度より小さい場合には前記第３の制御コードを改めて前記第１の制御コードとして、第３の制御コードを更新するための演算を、あらかじめ定められた計算終了条件を満足するまで繰り返すことを特徴とする請求項１記載の巻取り温度制御装置。 The control code has a maximum value when all headers are open, and a minimum value when all headers are closed, and the estimated value of the coiling temperature decreases monotonously as the control code increases. Attached,
The preset control means sets the maximum value and the minimum value of the control code as the first control code and the second control code, respectively, and sets the average value of the first control code and the second control code as the third control code. The winding temperature is estimated with a header pattern corresponding to the third control code using the calculated third control code as the given control code, and the estimation result is larger than the target winding temperature. In this case, the third control code is changed to the second control code. Conversely, when the estimation result is smaller than the target winding temperature, the third control code is changed to the first control code. third calculation for updating the control code, coiling temperature control device according to claim 1, wherein a repeated until satisfying the predetermined computation termination condition. - 前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最小値、すべてのヘッダーが閉じた状態を最大値とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に増加するように対応づけられ、
前記プリセット制御手段は、制御コードの最大値と最小値をそれぞれ第１の制御コードと第２の制御コードとし、この第１の制御コードと第２の制御コードの平均値を第３の制御コードとして算出し、この算出した第３の制御コードを前記所与の制御コードとして、この第３の制御コードに対応したヘッダーパターンで巻取り温度を推定し、推定結果が前記目標巻取り温度より大きい場合には前記第３の制御コードを改めて前記第１の制御コードとし、逆に、推定結果が前記目標巻取り温度より小さい場合には前記第３の制御コードを改めて第２の制御コードとして、第３の制御コードを更新するための演算を、あらかじめ定められた計算終了条件を満足するまで繰り返すことを特徴とする請求項１記載の巻取り温度制御装置。 The control code has a minimum value when all headers are open and a maximum value when all headers are closed, and the estimated value of the coiling temperature increases monotonically as the control code increases. Attached,
The preset control means sets the maximum value and the minimum value of the control code as the first control code and the second control code, respectively, and sets the average value of the first control code and the second control code as the third control code. The winding temperature is estimated with a header pattern corresponding to the third control code using the calculated third control code as the given control code, and the estimation result is larger than the target winding temperature. In this case, the third control code is changed to the first control code. Conversely, when the estimation result is smaller than the target winding temperature, the third control code is changed to the second control code. third calculation for updating the control code, coiling temperature control device according to claim 1, wherein a repeated until satisfying the predetermined computation termination condition. - 前記プリセット制御手段は、前記制御コードを前記鋼板の長手方向の各部位に対応づけて算出して出力し、前記ヘッダーパターン変換手段は各ヘッダーの直下の鋼板の長手方向の部位を認識した上で、部位と対応した制御コードを抽出し、これをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の巻取り温度制御装置。 The preset control means calculates and outputs the control code in association with each part in the longitudinal direction of the steel sheet, and the header pattern conversion means recognizes the part in the longitudinal direction of the steel sheet directly under each header. The winding temperature control device according to any one of claims 1 to 3, wherein a control code corresponding to the part is extracted, converted into a header pattern, and output to a cooling device.
- 前記プリセット制御手段は、前記鋼板の長手方向の各部位に対する前記制御コードの値が前後の部位に比べて大きいか小さい場合には、該制御コードを前または後ろの制御コードと一致させる処理を前記鋼板の全長で繰り返すことで、前記鋼板の払い出しから巻取りまで鋼板長手方向の制御コードの変化が単峰性の関数になるように制御コードを修正するスムージング手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の巻取り温度制御装置。 The preset control means, when the value of the control code for each part in the longitudinal direction of the steel sheet is larger or smaller than the preceding and following parts, the process of matching the control code with the front or rear control code It is characterized by comprising smoothing means for correcting the control code so that the change in the control code in the longitudinal direction of the steel sheet is a function of unimodality from repetition to winding of the steel sheet by repeating over the entire length of the steel sheet. coiling temperature control device according to any one of claims 1 to 6.
- 熱間圧延機で圧延された鋼板を、該熱間圧延機の出側に備えられた冷却装置で冷却し、ダウンコイラで鋼板が巻取られる前の鋼板の温度を所定の目標温度に制御する巻取り温度制御方法において、
プリセット制御手段は、前記冷却装置に備えられた冷却ヘッダーの開閉の組み合わせであるヘッダーパターンを前記冷却ヘッダーの優先順位を格納したテーブルの情報を用いて生成した制御コードと対応づけした上で、解を求めるために与えられた所与の制御コード、熱間圧延機出側の鋼板温度の推定値、及び鋼板の速度に関する情報から、前記板温推定モデルを用いて前記鋼板の巻取り温度を推定し、この推定した巻取り推定温度が目標巻取り温度に近づくように前記所与の制御コードを更新して目標巻取り温度を実現するための解となる制御コードを得て出力し、該制御コードをヘッダーパターンに変換して前記冷却装置に出力することを特徴とする巻取り温度制御方法。 A steel sheet rolled by a hot rolling mill is cooled by a cooling device provided on the outlet side of the hot rolling mill, and the temperature of the steel sheet before the steel sheet is wound by the downcoiler is controlled to a predetermined target temperature. In the temperature control method,
The preset control means associates a header pattern, which is a combination of opening and closing of the cooling header provided in the cooling device, with a control code generated using information in a table storing the priority order of the cooling header, and then solves the problem. given control code given to determine the estimated value of the steel sheet temperature of the hot rolling mill exit side, and information whether et related to the velocity of the steel sheet, the coiling temperature of the steel sheet by using the metal temperature estimation model , And update the given control code so that the estimated coiling estimated temperature approaches the target coiling temperature to obtain and output a control code that is a solution for realizing the target coiling temperature, A winding temperature control method, wherein the control code is converted into a header pattern and output to the cooling device. - 前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最大値、すべてのヘッダーが閉じた状態を最小値とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に減少するように対応づけられていて、
前記制御コードの最大値と最小値をそれぞれ第１の制御コードと第２の制御コードとし、この第１の制御コードと第２の制御コードの平均値を第３の制御コードとして算出し、この算出した第３の制御コードを前記所与の制御コードとして、この第３の制御コードに対応したヘッダーパターンで巻取り温度を推定し、推定結果が前記目標巻取り温度より大きい場合には前記第３の制御コードを改めて前記第２の制御コードとし、逆に、推定結果が前記目標巻取り温度より小さい場合には前記第３の制御コードを改めて前記第１の制御コードとして、第３の制御コードを更新するための演算を、あらかじめ定められた計算終了条件を満足するまで繰り返すことを特徴とする請求項８記載の巻取り温度制御方法。 The control code has a maximum value when all headers are open, and a minimum value when all headers are closed, and the estimated value of the coiling temperature decreases monotonously as the control code increases. Attached,
The maximum value and the minimum value of the control code are set as a first control code and a second control code, respectively, and an average value of the first control code and the second control code is calculated as a third control code. Taking the calculated third control code as the given control code, the winding temperature is estimated with a header pattern corresponding to the third control code. If the estimation result is smaller than the target coiling temperature, the third control code is changed to the first control code and the third control code is changed to the second control code. The winding temperature control method according to claim 8, wherein the operation for updating the code is repeated until a predetermined calculation end condition is satisfied. - 前記制御コードは、すべてのヘッダーが開いた状態を最大値、すべてのヘッダーが閉じた状態を最小値とし、制御コードの増加に伴い、前記巻取り温度の推定値が単調に減少するように対応づけられていて、
前記制御コードの最大値と最小値をそれぞれ第１の制御コードと第２の制御コードとし、この第１の制御コードと第２の制御コードの平均値を第３の制御コードとして算出し、この算出した第３の制御コードを前記所与の制御コードとして、この第３の制御コードに対応したヘッダーパターンで巻取り温度を推定し、推定結果が前記目標巻取り温度より大きい場合には前記第３の制御コードを改めて前記第１の制御コードとし、逆に、推定結果が前記目標巻取り温度より小さい場合には前記第３の制御コードを改めて第２の制御コードとして、第３の制御コードを更新するための演算を、あらかじめ定められた計算終了条件を満足するまで繰り返すことを特徴とする請求項８記載の巻取り温度制御方法。 The control code has a maximum value when all headers are open, and a minimum value when all headers are closed, and the estimated value of the coiling temperature decreases monotonously as the control code increases. Attached,
The maximum value and the minimum value of the control code are set as a first control code and a second control code, respectively, and an average value of the first control code and the second control code is calculated as a third control code. Taking the calculated third control code as the given control code, the winding temperature is estimated with a header pattern corresponding to the third control code. If the estimation result is smaller than the target coiling temperature, the third control code is changed to the second control code and the third control code is changed to the first control code. The winding temperature control method according to claim 8, wherein the operation for updating is repeated until a predetermined calculation end condition is satisfied. - 前記プリセット制御手段は、前記鋼板を長手方向にメッシュに分割し、前記制御コードを各メッシュに対応づけてそれぞれ算出し、各ヘッダー直下のメッシュを認識した上で、メッシュと対応した制御コードを抽出し、これをヘッダーパターンに変換して冷却装置に出力することを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の巻取り温度制御方法。 The preset control means divides the steel plate into meshes in the longitudinal direction, calculates the control code in association with each mesh, recognizes the mesh directly under each header, and extracts the control code corresponding to the mesh. The coiling temperature control method according to any one of claims 8 to 10, wherein this is converted into a header pattern and output to a cooling device.
- 前記鋼板の長手方向の各部位に対する前記制御コードの値が前後の部位に比べて大きいか小さい場合には、該制御コードを前または後ろの制御コードと一致させる処理を前記鋼板の全長で繰り返すことで、前記鋼板の払い出しから巻取りまで鋼板長手方向の制御コードが単峰性に変化するように制御コードを微調整することを特徴とする請求項８乃至１１の何れかに記載の巻取り温度制御方法。 When the value of the control code for each part in the longitudinal direction of the steel sheet is larger or smaller than the preceding and following parts, the process of matching the control code with the front or rear control code is repeated for the entire length of the steel sheet. The coiling temperature according to any one of claims 8 to 11, wherein the control code is finely adjusted so that the control code in the longitudinal direction of the steel sheet changes to a single peak from the discharging and winding of the steel sheet. Control method.
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