JP4348177B2 - 仕上圧延異常診断装置及び方法 - Google Patents
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Description
熱延製品生産は、各種のコンピュータ及び制御システムによる高度の制御で安定的な操業を行うことにより、品質度合い許容値を確保している。ところが、制御システムの更新又は安定的な状態においても、時々操業の不安定や製品不良などが発生している。
したがって、品質制御システムによって高品質の製品を生産するためには、運転者が瞬間的に判断し得ない品質及び制御異常原因を速く推定することを支援する診断システムの開発が必要である。
一つ目、韓国の「浦項総合製鉄株式会社」によって出願された名称「圧延機の異常診断装置」(特許文献1参照)の発明を考察する。
ところが、圧延機の板厚異常はこれより一層様々な原因によって発生しているので、前記先行技術では完全な品質診断を行うことができないという問題点がある。
図1a及び図1bは本発明の一実施例に係る仕上圧延異常診断方法を示す流れ図である。
図1a、図1b及び図2を参照すると、本発明で提案する仕上圧延機の品質異常診断方法は次のアルゴリズムを含んで構成される。
その後、ステップS104〜ステップS110において、板厚データを用いて圧延板203の先端部、尾端部及び中央部をそれぞれ区分し、前記収集された実測データ及びSCC設定部210で設定されたデータを用いてオンゲージ率を演算する。
先端部異常:先端部のオンゲージ率がX(%)未満であれば、異常と判定する。
中央部異常:中央部のオンゲージ率がY(%)未満であれば、異常と判定する。
尾端部異常:尾端部のオンゲージ率がZ(%)未満であれば、異常と判定する。
判定式1から各部の異常有無を判定する。
ステップS111では、板厚の不良が発生した時点で各スタンドのロールギャップ、ロール速度及びスプレーに対する運転者の介入有無を計算して判断する。ここで、運転者の介入有無(運転者操作性)が判断されると、詳細診断で運転者介入量と極性などを判定する。
(1)FSU不良可能性判定:先端部の板厚標準偏差がX(μm)以上なのか否かを判定し、或いは先端部の板厚実績値が目標板厚以上の値を持つか否かを判定する。
(2)AGC不良可能性判定:中央部のオンゲージ率がX(%)以下の場合にはAGCが正常的に動作しないものと判定する。
(3)Lot内の1本目なのか、或いはロール交換後の1本目なのかを判定する。
前記ステップS204における判断結果、板厚偏差が需要家の管理公差より小さいか又は等しい場合には、終了し、大きい場合には、板厚不良が発生した地点における運転者のロールギャップ介入量がX(μm)超過であるか否かを判断する(S205−1)。ここで、Xは前記SCC設定部210で予め設定される値である。
張力演算値>張力設定値*α
ここで、αは前記SCC設定部210で設定された値である。
前記ステップS213における判断結果、介入がなかったならば、終了し、介入があったならば、その時点における任意のスタンドの荷重を用いて板厚を演算する。この際、荷重を用いて板厚を演算することは前記ミル変形特性式を利用すればよい。
まず、ステップS301において、各圧延条件に応じて設定された目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの設定値をSCC設定部210から読み込む。その後、ステップS302において、スタンドの出側に設置されている板厚計205から圧延板203の板厚信号が印加されるか否か、すなわち前記出側板厚計がロードオンされたか否かを判断する。圧延板が検知されると、本発明で提示するアルゴリズムが動作することになる。
1)前記Frefに対応するスペクトル強度≧α → スキッドマーク異常と判定。
2)前記Frefに対応するスペクトル強度<α → スキッドマーク異常でないと判定。
次いで、ステップS314において、スキッドマーク異常と判定された場合、これを出力する。
1)炭素量が0.02%以下の場合、或いは
2)目標温度が900℃以上で実績温度が900℃以下の場合
一方、本発明に係る素材異常判定部219は、スキッドマーク異常診断モジュールと変態発生異常診断モジュールとに大別することができる。
前記スキッドマーク異常診断モジュールは、板厚偏差が需要家の管理公差より大きいか否かを判断するための板厚偏差過多判断部413と、それぞれのスタンドの最高速度を演算するためのスタンド最高速度演算部414と、最高速度を用いて1サンプルの圧延長さを求め、計算された圧延長さを基準として板厚を一定の長さのピッチに変換した後、前記板厚データを用いてスキッドマーク1周期周波数を演算するスキッドマーク周波数演算部415と、板厚実測値をFFT変換する板厚実測値FFT変換部416と、それぞれのスペクトル強度に相当する周波数を演算し、前記スキッドマーク周波数と一致する周波数を検索し、その周波数のスペクトル強度がどれほどであるかを分析してスキッドマーク異常と判定するスキッドマーク周波数強度判断部417と、異常と判定されると、これを出力するスキッドマーク異常表示部418とを含んでなる。
まず、ステップS401において、各圧延条件に応じて設定された目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの設定値をSCC設定部210から読み込む。その後、ステップS402において、スタンドの出側に設置されている板厚計205から圧延板203の板厚信号が印加されるか否か、すなわち前記出側板厚計がロードオンされたか否かを判断する。圧延板が検知されると、本発明で提示するアルゴリズムが動作することになる。
前記ステップS404における判断結果、板厚偏差が需要家の管理公差より小さいか又は等しい場合には終了し、大きい場合には、ステップS405で、運転者のロールギャップ介入があったか否かを判断する。この際、判断方法は数式5の条件による(運転者のロールギャップ手動介入存在有無判断方法)。
ここで、前記Sboth,iはiサンプルにおける運転者ロールギャップ手動介入量を示し、Xは前記SCC設定部210で設定される値であって、本実施例では10〜50μmと選定した。
前記ステップS405における判断結果、運転者の手動介入がなければ、ステップS407で、APC(Automatic Position Controller)による板厚良否を判断するので、これは数式6による(APC良否判断方法)。
ここで、前記Sref,iはiサンプルにおけるロールギャップ設定値、Sfbk,iはiサンプルにおけるロールギャップ実測値(実績値又はフィードバック値)を示す。
1)板厚が(−)不良で荷重偏差が(+)の場合 → 相関性が大きい。
2)板厚が(十)不良で荷重偏差が(−)の場合 → 相関性が大きい。
3)その他の場合には相関性がない。
1)板厚が不良の時点で温度偏差の変化が大きい場合 → 相関性が大きい。
2)その他の場合には相関性がない。
まず、ステップS421は先端部、すなわち板厚計Onから約10秒間の板厚実績を抽出する過程であって、この過程の板厚実績を判断データとして用いる。
まず、ステップS431において、板厚実績と温度実績との相関性を判断する。相関性判断方法は、判定式7と同様の方法で行う。前記ステップS431における判断結果、2つのデータ間に相関性があれば、ステップS432で、前段スタンドの温度冷却に問題があると最終的に判断した後終了する。
|ΔVR,ref−ΔVR,fbk|<<1 → ロール速度を収束する。(モータ制御盤の問題ではない)
ここで、ΔVR,refはロール速度設定値、ΔVR,fbkはロール速度実測値(フィードバック値)を示す。
ここで、ΔVscsv,iはiサンプルにおける運転者ロール速度手動介入量であり、Xは前記SCC設定部210で予め設定された値であって、本実施例では10〜20mpmと設定した。
まず、ステップS461は、板厚実測値と目標板厚との偏差が評価基準値に収束する時間を演算する過程であって、数式8による(板厚収束時間演算方法)。
ここで、εは前記SCC設定部210で予め設定される値であって、本実施例では5μm以内に選定する。
まず、ステップS471は仕上圧延出側温度と板厚実績との相関度を演算する過程であって、数式9による(板厚と温度実績との相関度演算方法)。
但し、Ch,Tは板厚と温度実績との相互相関(cross corelation)係数であり、Chは厚実績の自己相関(auto corelation)係数であり、CTは温度実績の自己相関係数である。
前記SCC設定部210、板厚計205、出側温度計206、圧延荷重測定センサ207及びロールギャップ測定センサ208は、図2に示したものと同様である。
前記FSU異常診断モジュールは、板厚偏差が需要家の管理公差より大きいか否かを判断するための板厚偏差過多判断部513と、板厚偏差が需要家の管理公差より大きければ、運転者の介入有無及びAPC不良有無を判断する運転者介入及びAPC判断部514と、圧延荷重偏差が予め設定された値より大きければ、先端部荷重と板厚との間に相関性があるか否かを判断してFSU変形抵抗予測不良があるかを判定する圧延荷重偏差判断部515と、出側温度実績が任意の設定値より大きければ、出側温度と板厚実績との間に相関性があるか否かを判断し、FSU温度予測不良があるかを判定する温度偏差判断部516とを含んでなる。
まず、ステップS501において、各圧延条件に応じて設定された目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの設定値をSCC設定部210から読み込む。その後、ステップS502において、スタンドの出側に設置されている板厚計205から圧延板203の板厚信号が印加されるか否か、すなわち前記出側板厚計がロードオンされたか否かを判断する。圧延板が検知されると、本発明で提示するアルゴリズムが動作することになる。
まず、ステップS511において、出側板厚偏差がγ(m)以上連続的にβ(μm)より大きいか否かを判断する。この際、前記係数βとγは前記SCC設定部210で設定される値であって、一般に、γは5m、βは100μmに選定される。前記ステップS511における判断結果、前記条件に該当すると、圧延板上にある冷却水が板厚偏差を生じさせる原因と判定され、実際板厚偏差ではなくセンサの異常と判定される。
|hi−hi−1|>h′
ここで、iはサンプル数を示し、h’は前記SCC設定部210で設定される係数であって、通常50〜100μmが選定される。
|Pi−Pi−1|>P′
ここで、iはサンプル数を示し、P’は前記SCC設定部210で設定される係数であって、本実施例では50℃が選定された。
図11に示した設備異常判定部220は、目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの設定値を印加するSCC設定部210と、板厚計205、入側温度計204、出側温度計206、圧延荷重測定センサ207及びロールギャップ測定センサ208からそれぞれ実測データを収集するための実測データ収集部211と、出側板厚計がロードオンされたかを判定する出側板厚計ロードオン判断部212とからのデータを用いて判定する。前記SCC設定部210、板厚計205、出側温度計206、圧延荷重測定センサ207及びロールギャップ測定センサ208は図2に示したものと同様である。
前記ロール偏心異常診断モジュールは、板厚偏差が需要家の管理公差より大きいか否かを判断する板厚偏差過多判断部613と、前記板厚偏差過多判断部613における判断結果、板厚偏差が管理公差より大きければ、バックアップロールの上下回転周波数を計算するためのバックアップロール回転周波数演算部614と、出側板厚の実測値をFFT変換するための板厚実測値FFT演算部615と、前記板厚実測値FFT演算部615の結果値から各スペクトル強度に対応する周波数faを演算し、前記バックアップロール回転周波数演算部614で演算されたバックアップロールの回転周波数のn倍と前記各スペクトル強度に対応する周波数faとが一致するポイントが存在するかを演算すると同時に、前記周波数faに対応するスペクトル強度が前記SCC設定部210で設定された係数より大きいか否かを判断する板厚スペクトル強度過多判断部616と、前記板厚スペクトル強度過多判断部616における判断結果、スペクトル強度が設定係数より大きければ、ロール偏心が発生したものなので、その結果を最終的に出力するロール偏心発生表示部617とを含む。
板厚計異常診断モジュールは、前記板厚偏差過多判断部613における判断結果、板厚偏差が管理公差より大きければ、出側板厚偏差が前記SCC設定部210で予め設定されたγ以上連続的にβより大きいか否かを判断する板厚偏差連続性判断部618と、前記板厚偏差連続性判断部618の条件を満足すると、1サンプリングの間に、予め設定された値以上の板厚変動があったか否かを判断する板厚偏差急変判断部619と、前記板厚偏差急変判断部の判断結果、予め設定された値以上の板厚変動があれば、板厚計に異常があることを最終的に出力する板厚センサ異常表示部620とを含んでなる。
温度偏差が秒当たり前記SCC設定部210で予め設定された値以上変動するか否かを判断する出側温度急変判断部621と、前記出側温度急変判断部621における判断結果、出側温度が急変したものと判断されると、1サンプリングの間にどれほどの荷重変動があったかを判断することにより、温度計異常を判定する荷重急変判断部622と、前記荷重急変判断部622の判断結果、温度計異常と判定されると、これを最終的に出力する温度計異常表示部623とを含んでなる。
まず、ステップS601において、各圧延条件に応じて設定された目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの設定値をSCC設定部210から読み込む。その後、ステップS602において、スタンドの出側に設置されている板厚計205から圧延板203の板厚信号が印加されるか否か、すなわち前記出側板厚計がロードオンされたか否かを判断する。圧延板が検知されると、本発明で提示するアルゴリズ厶が動作することになる。
まず、2次元ベクトル空間において、fとgの内積は、ベクトルが成す角度をθとするとき、<f,g>=‖f‖‖g‖cosθ=f1g1+f2g2で定義される。内積はベクトルの間にある角度の概念を表現する性質を持っており、これは多次元ベクトル空間においても同一である。
そして、この式からN次元のベクトル空間に対する相関係数も誘導される。一方、前記
とが分る。
また、ステップS607も運転者の速度介入量と板厚偏差との相関度C3を演算する過程であって、その方法は数式11と同様である。
これにより、運転者のロール速度介入に対する確信度を演算するために運転者のロール速度介入量、張力変動及び板厚偏差間の相関度を演算した。
まず、ステップS611は板厚偏差と温度実績間の相関度D1を数式11のような方法で演算する過程である。
まず、ステップS617は、それぞれのスタンドの平均スペクトル強度Cmを演算する過程である。各スタンドの平均スペクトル強度は数式13のような方法でも求める(各スタンド平均スペクトル強度演算式)。
スタンド別実測荷重偏差は、入側素材板厚変動、温度偏差発生、Both介入(ウォークサイド側とドライブサイド側の両方とも同時に手動ロールギャップが入った場合)及びFSU設定誤差などが原因になって発生するため、実測荷重偏差をそれぞれの原因別に発生した荷重偏差に分離した後、原因別X線板厚偏差に寄与した程度(板厚変動量)を予測し、全厚の変動量に対する原因別板厚変動量の比率を原因別確信度とする。下記の数式は本過程に適用される数式である。
意味する。
ここで、ΔHiはiスタンド入側板厚偏差[μm](plus=large)を意味し、Miはiスタンドミル(Mill)定数[ton/mm]を意味し、Qiはiスタンド塑性係数[ton/mm]を意味する。
を意味する。
を意味する。
ここで、Δhiはiスタンド出側板厚[μm](plus=large)である。
202 下部仕上圧延ロール
203 圧延板
204 仕上圧延入側温度計
205 仕上圧延出側板厚計
206 仕上圧延出側温度計
207 圧延荷重測定センサ
208 ロールギャップ測定センサ
210 SCC設定部
211 実測データ収集部
212 出側板厚計ロードオン判断部
213 評価区分判断部
214 オンゲージ率演算部
215 先端部異常判定部
216 中央部異常判定部
217 尾端部異常判定部
218 運転者操作性判定部
219 素材異常判定部
220 設備異常判定部
221 制御異常判定部
222 確信度判定部
223 異常診断結果部
313、413 板厚偏差過多判断部
314 運転者ギャップ介入量判断部
315 極性判断部
316 ギャップ介入量異常表示部
317 板厚偏差極性判断部
318 張力演算値/設定値比較部
319 速度手動介入極性判断部
320 ロール速度介入異常表示部
321 スプレー介入有無判断部
322 板厚比較部
323 板厚/温度変化比較部
324 スプレー介入異常表示部
414 スタンド最高速度演算部
415 スキッドマーク周波数演算部
416 板厚実測値FFT変換部
417 周波数強度判断部
418 スキッドマーク異常表示部
419 板厚急変判断部
420 炭素量及び目標温度判断部
421 実績温度判断部
422 荷重/板厚相関性判断部
423 変態異常表示部
513 板厚偏差過多判断部
514 運転者介入/APC判断部
515 圧延荷重偏差判断部
516 温度偏差判断部
517 板厚最小値演算部
518 異常判定板厚抽出部
519 板厚最大値演算部
520 先端板厚V字形不良判断部
521 板厚/温度実績相関性判断部
522 相関性判断部
523 速度設定判断部
524 運転者介入判断部
530 板厚/幅極性判断部
531 温度/板厚極性判断部
532 板厚/ギャップ発生時点判断部
533 ネッキング表示部
534 板厚収束時間演算部
535 板厚収束時間判断部
536 AGCゲイン不足表示部
537 温度/板厚相関度演算部
538 温度/板厚相関度判断部
539 圧延荷重周波数変換部
540 周波数判断部
541 AGC異常表示部
613 板厚偏差過多判断部
614 バックアップロール回転周波数演算部
615 板厚実績値FFT演算部
616 板厚スペクトル強度過多判断部
617 ロール偏心発生表示部
618 板厚偏差連続性判断部
619 板厚偏差急変判断部
620 板厚センサ異常表示部
621 出側温度急変判断部
622 荷重急変判断部
623 温度計異常表示部
713 板厚偏差過多判断部
714 運転者介入/張力間相関度(C1)演算部
715 板厚/張力間相関度(C2)演算部
716 運転者介入/板厚間相関度(C3)演算部
717 相関度極性判断部
718 確信度演算部
719 板厚/温度間相関度(D1)演算部
720 演算された板厚(h7GM)/温度間相関度(D2)演算部
721 板厚偏差/演算された板厚(h7GM)間相関度(D3)演算部
731 スタンド平均スペクトル強度演算部
732 スペクトル強度平均演算部
733 スペクトル強度比較部
734 温度/板厚変動量演算部
735 運転者介入/板
Claims (26)
- 仕上圧延において品質及び制御の異常原因を推定して圧延板の品質度合いを高めるための仕上圧延異常診断装置において、
目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの目標設定値を印加するSCC(Supervisory Control Computer)設定部と、
実測データを収集するための実測データ収集部と、
出側板厚計がロードオンされたか否かを判定し、ロードオンされていると、仕上圧延異常診断を開始する出側板厚計ロードオン判断部と、
板厚データを用いて先端部、尾端部及び中央部を区分するための評価区分判断部と、
前記実測データ収集部から収集されたデータ及び前記SCC設定部に設定された値を用いて前記先端部、尾端部及び中央部それぞれの領域でオンゲージ率を演算するためのオンゲージ率演算部と、
前記実測データ収集部及びオンゲージ率演算部の出力値から前記先端部、中央部及び尾端部の各領域の異常などを判定するための1次異常判定部と、
前記実測データ収集部の出力値及び前記SCC設定部に設定された値を用いて運転者の介入有無、素材異常、設備異常又は制御異常を判定する2次異常判定部と、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値を用いて前記2次異常判定部による判定値の確信度を決定する確信度判定部とを含む仕上圧延異常診断装置。 - 前記2次異常判定部が、
板厚不良が発生した時点でロールギャップ、ロール速度及びスプレーに対する運転者の介入有無を計算するための運転者操作性判定部と、
入出側温度偏差及び実績板厚による素材異常を判定するための素材異常判定部と、
ロール偏心やセンサ異常有無などを分析するための設備異常判定部と、
仕上圧延機の制御的な異常有無を判断するための制御異常判定部とを含むことを特徴とする請求項1記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記運転者操作性判定部が、
板厚偏差が需要家の管理公差より大きく、運転者のギャップ介入量が前記SCC設定部で設定された設定値(Xμm)と比較し、運転者のギャップ介入量が
上記設定値(Xμm)より大きければ、運転者のギャップ介入量による板厚変動量を演算して前記ギャップ介入量と板厚変動量とを比較することにより、運転者のロール介入異常有無を判断する運転者ロールギャップ介入診断部と、
板厚偏差が(−)であれば、スタンド間の張力を演算し、前記張力演算値と前記SCC設定部で設定された張力設定値との比較を行うことにより、ロール速度介入異常か否かを判断する速度介入診断部と、
任意のスタンド荷重を用いて板厚を演算し、前記演算された板厚と実測板厚との相関度Cを数式1を用いて演算し、この相関度Cが予め設定された閾値(C limit)より小さく、且つ同様に数式1を用いて演算した板厚偏差と出側温度変化との相関度Dが予め設定された閾値(D limit)より大きければスプレー介入異常と判定するスプレー介入診断部とを含むことを特徴とする請求項2記載の仕上圧延異常診断装置。
- 前記素材異常判定部が、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きければ、それぞれのスタンドの最高速度を用いてサンプル圧延長さを求め、これを基準として板厚を一定の長さのピッチに変換した後、前記板厚データを用いてスキッドマーク1周期周波数を演算し、前記板厚実測値をFFT変換する板厚実測値FFT変換部と、
前記板厚実測値FFT変換部で変化された値から、それぞれのスペクトル強度に相当する周波数を演算し、前記スキッドマーク周波数と一致する周波数を検索してその周波数のスペクトル強度がどれほどであるかを分析することにより、スキッドマーク異常か否かを判定するスキッドマーク周波数強度判断部とを含むことを特徴とする請求項2記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記素材異常判定部が、
板厚の急変する領域が存在するか否かを判断する板厚急変判断部と、
前記板厚急変判断部の判断結果、急変する領域が存在すれば、前記SCC設定部で予め設定された目標温度のデータ及び炭素量を用いて変態異常を起こす可能性を判断する炭素量及び目標温度判断部と、前記炭素量及び目標温度判断部の判断結果、変態異常を起こす可能性が存在すると、実績温度が変態を起こす条件に該当するかを分析する実績温度判断部と、
前記実績温度判断部の判断結果、実績温度が変態を起こす条件に該当すると、それぞれのスタンドと板厚急変の位置が一致するかを分析し、荷重実績と板厚との間に相関性があるかを判断して変態発生と最終的に判定する荷重/板厚相関性判断部とをさらに含むことを特徴とする請求項4記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記制御異常判定部が、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きいか否かを判断するための板厚偏差過多判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きく、iサンプルにおける運転者ロールギャップ手動介入量とi+1番目の運転者ロールギャップ手動介入量との差が前記SCC設定部で予め設定された値より大きければ、運転者のロールギャップ手動介入による不良と最終的に判定する運転者介入判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きく、iサンプルにおけるロールギャップ設定値とロールギャップ実測値との偏差がOに収束すると、APC(Automatic Position Controller)不良と最終的に判定するAPC判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きく、圧延荷重偏差が予め設定された値より大きければ、先端部荷重と板厚との間に相関性があるか否かを判断し、FSU(Finish Set Up)変形抵抗予測不良があるかを判定する圧延荷重偏差判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きく、出側温度実績が任意の設定値より大きければ、出側温度と板厚実績との間に相関性があるか否かを判断し、FSU温度予測不良があるかを判定する温度偏差判断部とを含むことを特徴とする請求項2記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記制御異常判定部が、
板厚計On時点から一定の区間の板厚実績を抽出し、板厚偏差が前記SCC設定部で予め設定された値より小さいか否かを判断し、この区間における板厚実績最小値を計算する板厚最小値演算部と、
前記最小値抽出位置で一定の区間の板厚データ実績を抽出する異常判定板厚抽出部と、
前記一定の区間における板厚実測値の最大値を演算する板厚最大値演算部と、
前記板厚実績最小値と最大値との偏差が既設定値より大きいかを判断し、先端部板厚V字形不良が発生したか否かを判断する先端板厚V字形不良判断部とを含むことを特徴とする請求項2記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記制御異常判定部が、
先端部板厚V字形不良が発生したものと最終的に判断されると、前記板厚実績と出側温度実績との間に相関性があるか否かを判断して相関性があれば、前段スタンドの温度冷却に不良があるものと最終的に判断する板厚/温度実績相関性判断部と、
前記V字形不良が運転者のロールギャップ介入と同極性を有するか否かを判断して同極性がなければ、運転者のギャップ介入で板厚が確保されたものと最終的に判定する板厚/運転者介入相関性判断部と、
ロール速度設定値と実測値との偏差が0に収束すると、ギャップ設定による板厚不良が発生したものと最終的に判定する速度設定判断部と、
前記ロール速度設定値と実測値との偏差が0に収束せず、前記SCC設定部で予め設定された値より大きければ、FSU速度設定不良と判断し、前記板厚実績と張力とが同極性を有するかを最終的に計算し、ロール速度介入が発生したか否かを判定する運転者介入判断部とをさらに含むことを特徴とする請求項7記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記制御異常判定部が、
仕上圧延出側温度と板厚実績との相関度を演算するための温度/板厚相関度演算部と、
前記温度/板厚の相関度の大きさを判断するための温度/板厚相関度判断部と、
前記温度/板厚の相関度値が前記SCC設定部で予め設定された値より小さければ、圧延荷重の中央部実績を周波数変換するための圧延荷重周波数変換部と、
仕上圧延板厚実績の周波数分析でよく現われるスキッドマーク周波数及びロール偏心に対する周波数成分を前記圧延荷重周波数変換部の結果物から除去した後、モニタAGC(Automatic Gauge Control)の周波数成分とロールフォースAGCの周波数成分が感知されるか否かを判断する周波数判断部と、
前記それぞれの周波数が感知されると、モニタAGCハンチングかロールフォースAGCハンチングかを最終的に判断して表示するAGC異常表示部とを含むことを特徴とする請求項2記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記制御異常判定部が、
前記板厚実績値と目標板厚との偏差が評価基凖値に収束する時間を演算する板厚収束時間演算部と、
前記収束時間が前記SCC設定部で予め設定された設定値より大きいか否かを判断する板厚収束時間判断部と、
前記収束時間が予め設定値より大きければ、モニタAGCのゲイン不足を最終的に判断して表示するAGCゲイン不足表示部とをさらに含むことを特徴とする請求項9記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記制御異常判定部が、
DC(Down Coiler)のOn時点で幅変動と板厚変動が同極性を有するか否かを判断し、同極性を有すると、ネッキング(Necking)が発生したと最終的に判断する板厚/幅極性判断部と、
温度変動と板厚変動との相関性を判定して相関性があれば、素材温度不良と最終的に判定する温度/板厚極性判断部と、
板厚変動が発生したスタンドで運転者のギャップ介入が存在したか否かを判断し、運転者ギャップ介入不良を最終的に判定する板厚/ギャップ発生時点判断部と、
板厚変動が発生した時点でギャップ介入もなかったならば、幅変動なしでネッキングが発生したものと最終的に判断するネッキング表示部とをさらに含むことを特徴とする請求項6、7又は9記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記設備異常判定部が、
前記SCC設定部で設定された目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きければ、バックアップロールの上下回転周波数を計算し、出側板厚実測値をFFT変換してこの値から、各スペクトル強度に対応する周波数(fa)を演算した後、前記バックアップロールの回転周波数のn倍と前記各スペクトル強度に対応する周波数(fa)とが一致するポイントが存在するかを演算すると同時に、前記周波数(fa)に対応するスペクトル強度が前記SCC設定部で設定された係数より大きいか否かを判断することにより、ロール偏心が発生したスタンドを表示するロール偏心異常診断部と、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きく且つ出側板厚偏差が前記SCC設定部で予め設定された時間γと板厚偏差閾値βに対し、γ時間以上連続的に出側板厚偏差がβより大きければ、一定周期のサンプリングの間に既設定値以上の板厚変動があったかを判断し、既設定値以上の板厚変動があれば、板厚計に異常があることを最終的に出力する板厚計異常診断部とを含むことを特徴とする請求項2記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記設備異常判定部が、
温度偏差が秒当たり前記SCC設定部で予め設定された値以上変動し、一定周期のサンプリングの間に発生した荷重変動が前記SCC設定部で予め設定された値以上であれば、温度計異常と判定する温度計異常診断部をさらに含むことを特徴とする請求項12記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記確信度判定部が、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きいか否かを判断するための板厚偏差過多判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きければ、運転者介入量と張力変動間の相関度(C1)、前記板厚偏差と張力変動間の相関度(C2)、運転者介入量と板厚偏差との相関度(C3)を演算するための相関度演算部と、
前記C1、C2及びC3間の相関度の極性を判断するための相関度極性判断部と、
前記演算された三つの相関度の極性が少なくとも一つでも陰の符号を有すると、確信度を0と決定し、全て陽の符号を有すると、最終ロール速度運転介入確信度を前記三つの相関度の平均で決定する確信度演算部とを含むことを特徴とする請求項1記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記確信度判定部が、
板厚偏差が需要家の管理公差より大きければ、板厚偏差と温度実績間の相関度(D1)、スプレー運転者介入のあるスタンドでゲージメーター式によって計算された板厚偏差と温度実績間の相関度(D2)、実測された板厚偏差と前記ゲージメーター式によって演算された板厚偏差間の相関度(D3)を演算するためのスプレー相関度演算部と、
前記演算されたD1、D2及びD3の極性を判断して陰の相関度であれば、相関関係がないと決定し、前記3つの相関度の符号が全て陽であれば、最終スプレー運転者介入確信度を前記三つの相関度の平均で決定するスプレー確信度演算部とをさらに含むことを特徴とする請求項14記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記確信度判定部が、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きいか否かを判断するための板厚偏差過多判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きければ、上下部バックアップロールのスペクトル強度を用いてスタンドの平均スペクトル強度を演算するスタンド平均スペクトル強度演算部と、
前記上下部バックアップロールの主要周波数以外の周波数でスペクトル強度の平均を演算するためのスペクトル強度平均演算部と、
前記スタンド平均スペクトル強度演算部の結果と前記スペクトル強度平均演算部の結果との偏差を判断するためのスペクトル強度比較部と、
前記スペクトル強度比較部の判断結果、前記スタンド平均スペクトル強度演算部で求めたスペクトル強度が前記スペクトル強度平均演算部で求めたスペクトル強度より大きければ、前記スタンド平均スペクトル強度演算部で求めたスペクトル強度と前記スペクトル強度平均演算部で求めたスペクトル強度との偏差を用いてロール偏心確信度を演算する確信度演算部とを含むことを特徴とする請求項1記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記確信度判定部が、
前記SCC設定部で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きいか否かを判断するための板厚偏差過多判断部と、
前記板厚偏差が需要家の管理公差より大きければ、温度不良による板厚変動量、Both介入による板厚変動量及びFSU不良による板厚変動量を演算するための変動量演算部と、
前記三つの変動量とX線板厚偏差との極性を判断する極性判断部と、前記極性判断部における判断結果、極性が異なる場合には確信度を0と最終的に決定し、極性が同一の場合にはそれぞれの確信度を前記X線板厚偏差との比率に応じて決定する確信度演算部とを含むことを特徴とする請求項1記載の仕上圧延異常診断装置。 - 前記確信度演算部が数式2によってそれぞれの確信度を決定することを特徴とする請求項17記載の仕上圧延異常診断装置。
- 仕上圧延において品質及び制御の異常原因を推定して圧延板の品質度合いを高めるための仕上圧延異常診断方法において、
それぞれの圧延条件に応じて設定された目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの設定値を決定する第1段階と、
出側板厚計がロードオンされると、実測データを収集する第2段階と、
前記実測データを用いて先端部、尾端部及び中央部を区分する第3段階と、
前記第1段階の設定値と第2段階の実測データから前記先端部、尾端部及び中央部それぞれの領域のオンゲージ率を演算する第4段階と、
前記第1段階の設定値及び前記第4段階で演算されたオンゲージ率から前記先端部、中央部及び尾端部の異常を判断する第5段階と、
板厚不良が発生した時点で運転者介入異常、素材異常、設備異常又は制御異常を判断する第6段階と、
前記第1段階で設定した目標値と実測値を用いて、前記第6段階で判断された制御異常による判定値の確信度を決定する第7段階とを含む仕上圧延異常診断方法。 - 前記第6段階が、
ロールギャップ、ロール速度及びスプレーに対する運転者の介入有無を計算するサブ段階と、
入出側温度偏差及び実績板厚によって素材異常を判定するサブ段階と、
ロール偏心又はセンサ異常有無などを分析することにより、設備異常を判定するサブ段階と、
圧延機のFSU設定、AGC及びモータなどをチェックすることにより、制御異常を判定するサブ段階とを含むことを特徴とする請求項19記載の仕上圧延異常診断方法。 - 前記運転者の介入有無を計算するサブ段階が、
目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの目標設定値を決定する第1段階と、
板厚偏差が需要家の管理公差より大きく、運転者のギャップ介入量が前記第1段階で設定された設定値(Xμm)と比較し、運転者のギャップ介入量が上記設定値(Xμm)より大きければ、運転者のギャップ介入量による板厚変動量を演算して前記ギャップ介入量と板厚変動量とを比較することにより、運転者のロール介入異常有無を判断する第2段階と、
板厚偏差が(−)であれば、スタンド間の張力を演算し、前記張力演算値と前記第1段階で設定された張力設定値との比較を行うことにより、ロール速度介入異常を判断する第3段階と、
任意のスタンド荷重を用いて板厚を演算し、前記演算された板厚と実測板厚との相関度Cを数式1を用いて演算し、この相関度Cが予め設定された閾値(C limit)より小さく、且つ同様に数式1を用いて演算した板厚偏差と出側温度変化との相関度Dが予め設定された閾値(D limit)より大きければスプレー介入異常と判定する第4段階とを含むことを特徴とする請求項20記載の仕上圧延異常診断方法。
- 前記運転者の介入有無を計算するサブ段階が、
圧延される板の板厚、入側温度、出側温度、圧延荷重及びロールギャップなどの実測データを測定することにより、実測データを収集する段階をさらに含むことを特徴とする請求項21記載の仕上圧延異常診断方法。 - 前記素材異常を判定するサブ段階が、
目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの目標設定値を設定する第1段階と、
前記第1段階で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きければ、それぞれのスタンドの最高速度を用いてサンプル圧延長さを求め、これを基準として板厚を一定の長さのピッチに変換した後、前記板厚データを用いてスキッドマーク1周期周波数を演算し、前記板厚実測値をFFT変換する第2段階と、
前記第2段階で変換された値からそれぞれのスペクトル強度に相当する周波数を演算し、前記スキッドマーク周波数と一致する周波数を検索し、その周波数のスペクトル強度がどれほどであるかを分析することにより、スキッドマーク異常か否かを判定する第3段階とを含むことを特徴とする請求項20記載の仕上圧延異常診断方法。 - 前記素材異常を判定するサブ段階が、
板厚の急変する領域が存在するか否かを判断する第4段階と、
前記第4段階における判断結果、急変する領域が存在すれば、前記第1段階で予め設定された目標温度のデータ及び炭素量を用いて変態異常を起こす可能性を判断する第5段階と、
前記第5段階における判断結果、変態異常を起こす可能性が存在すれば、実績温度が変態を起こす条件に該当するかを分析する第6段階と、
前記第6段階における分析結果、実績温度が変態を起こす条件に該当すると、それぞれのスタンドと板厚急変の位置が一致するかを分析し、荷重実績と板厚との間に相関性があるか否かを判断して変態発生と最終的に判定する第7段階とをさらに含むことを特徴とする請求項23記載の仕上圧延異常診断方法。 - 前記設備異常を判定するサブ段階が、
目標板厚、目標荷重、ロール速度及びロールギャップなどの目標設定値を設定する第1段階と、
前記第1段階で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きければ、バックアップロールの上下回転周波数を計算し、出側板厚実測値をFFT変換し、この値から各スペクトル強度に対応する周波数(fa)を演算した後、前記バックアップロールの回転周波数のn倍と前記各スペクトル強度に対応する周波数(fa)とが一致するポイントが存在するか否かを判断する第2段階と、
前記周波数(fa)に対応するスペクトル強度が、前記第1段階で設定された係数より大きいか否かを判断することにより、ロール偏心が発生したスタンドを表示する第3段階と、
前記第1段階で設定した目標値と実測値との板厚偏差が管理公差より大きく且つ出側板厚偏差が前記SCC設定部で予め設定された時間γと板厚偏差閾値βに対し、γ時間以上連続的に出側板厚偏差がβより大きければ、一定周期のサンプリングの間に予め設定された値以上の板厚変動があったかを判断し、予め設定された値以上の板厚変動があれば、板厚計に異常があることを最終的に出力する第4段階とを含むことを特徴とする請求項20記載の仕上圧延異常診断方法。 - 前記設備異常を判定するサブ段階が、
温度偏差が秒当たり前記第1段階の設定値以上変動し、一定周期のサンプリングの間に発生した荷重変動が前記SCC設定部で予め設定された値以上であれば、温度計異常と判定する第5段階をさらに含むことを特徴とする請求項25記載の仕上圧延異常診断方法。
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