JP7201126B2 - Hot rolling line controller - Google Patents
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Description
本開示は、熱間圧延ラインの制御装置に関する。 The present disclosure relates to a controller for a hot rolling line.
特許文献1は、熱間圧延ラインの制御装置を開示する。当該制御装置によれば、遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制し得る。
しかしながら、特許文献1に記載の制御装置においては、巻取温度計に近いフィードバックバンクが取り除かれる。このため、巻取温度のフィードバック制御の応答性能が低下する。
However, in the control device described in
本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる熱間圧延ラインの制御装置を提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems. An object of the present disclosure is to provide a control device for a hot rolling line that can suppress destabilization of cooling in the transition boiling region while maintaining response performance of feedback control of the coiling temperature.
本開示に係る熱間圧延ラインの制御装置は、仕上圧延機により圧延された圧延材をROT冷却装置により注水して冷却した後に巻取コイラで巻き取る熱間圧延ラインにおいて、前記ROT冷却装置における上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対し、圧延材の巻取温度の目標値と実測値との偏差に基づいた補正値を算出するフィードフォワード補正値算出部と、前記ROT冷却装置における下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値に対し、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた補正値を算出するフィードバック補正値算出部と、前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで前記下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する制御部と、を備えた。 A control device for a hot rolling line according to the present disclosure is a hot rolling line in which a rolled material rolled by a finishing mill is cooled by pouring water with an ROT cooling device and then wound with a winding coiler. a feedforward correction value calculation unit that calculates a correction value based on the deviation between the target value and the actual measurement value of the coiling temperature of the rolled material with respect to the reference value of the target temperature of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank; , a feedback correction value for calculating a correction value according to the correction value calculated by the feedforward correction value calculation unit with respect to the reference value of the cooling water amount to the rolled material in the feedback control of the downstream bank in the ROT cooling device and a calculation unit that corrects the reference value of the target temperature of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank by the correction value calculated by the feedforward correction value calculation unit, and then corrects the target temperature of the rolled material by the upstream bank. After controlling the cooling and correcting the reference value of the amount of cooling water to the rolled material in the feedback control of the bank on the downstream side by the correction value calculated by the feedback correction value calculation unit, the feedback control of the bank on the downstream side is performed. and a control unit for controlling cooling of the rolled material.
本開示によれば、制御装置は、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を補正値により補正したうえで上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御する。制御装置は、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する。このため、巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる。 According to the present disclosure, the control device controls the cooling of the rolled material by the upstream bank after correcting the reference value of the target temperature of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank with the correction value. The control device corrects the reference value of the amount of cooling water to the rolled material in the feedback control of the bank on the downstream side by the correction value calculated by the feedback correction value calculation unit, and then corrects the amount of the rolled material by the feedback control of the bank on the downstream side. Control cooling. Therefore, it is possible to suppress destabilization of cooling in the transition boiling region while maintaining the response performance of feedback control of the winding temperature.
実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。 Embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the part which is the same or corresponds in each figure. Redundant description of the relevant part will be simplified or omitted as appropriate.
実施の形態1.
図1は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの要部の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a hot rolling line to which a hot rolling line control device according to
図1の熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機1は、図示されない粗圧延機の下流側に設けられる。ROT冷却装置2は、仕上圧延機1の下流側に設けられる。ピンチロール3は、ROT冷却装置2の下流側に設けられる。巻取コイラ4は、ピンチロール3の下流側に設けられる。
In the hot rolling line of FIG. 1, a finishing
ROT冷却装置2は、注水装置を備える。ROT冷却装置2において、注水装置は、冷却水の供給系統で複数のバンクに区分される。複数のバンクは、熱間圧延ラインの長さ方向に並ぶ。複数のバンクの各々は、複数の注水バルブを備える。複数の注水バルブは、熱間圧延ラインの長さ方向に並ぶ。複数の注水バルブの各々に対し、複数のノズルが設けられる。複数のノズルは、熱間圧延ラインの幅方向に並ぶ。
The
仕上圧延機出側温度計5は、仕上圧延機1とROT冷却装置2との間に設けられる。巻取温度計6は、ROT冷却装置2とピンチロール3との間に設けられる。
A finishing mill
仕上圧延機1は、圧延材を仕上圧延する。その後、仕上圧延機出側温度計5は、冷却前に当該圧延材の全長の初期温度をFDT実績値として計測する。その後、ROT冷却装置2は、一定の圧力で注水することで当該圧延材を冷却する。その後、巻取温度計6は、当該圧延材の全長の初期温度をCT実績値として計測する。その後、巻取コイラ4は、当該圧延材を巻き取る。圧延材の位置は、ライン速度を決定する仕上圧延機1の最終スタンドの周速vFM7と巻取コイラ4の周速vpcとに基づいてトラッキングされる。The finish rolling
制御装置7は、記憶部7aとフィードフォワード補正値算出部7bとフィードバック補正値算出部7cと制御部7dとを備える。
The
制御装置7は、制御部7dにより、切板kのFDT実績値を開始点として、最終的なCT予測値が目標値に到達するように、温度モデルを用いて各切板のROT冷却装置2の各バンクの入出側の温度の予測値を算出する。この際、最も下流側のバックにおいては、半分の注水バルブが予め開いている。
The
最終的なCT予測値が目標値と一致しない場合、制御装置7は、最下流のバンク以外の上流側の各バンクでの冷却水量の設定値を更新したうえで各切板のROT冷却装置2の各バンクの入出側の温度の予測値を算出する。
When the final CT prediction value does not match the target value, the
最終的なCT予測値が目標値と一致した場合、制御装置7は、最下流のバンク以外の上流側の各バンクでの冷却水量の設定値を基準値Vk
FF_refとする。When the final CT prediction value matches the target value, the
最下流のバンク以外の上流側において、各バンクは、冷却水量が基準値Vk FF_refを満たすように開く注水バルブの数を決定することで各切板を冷却する。On the upstream side, except for the most downstream bank, each bank cools each cutting plate by determining the number of water injection valves to open so that the amount of cooling water meets the reference value V k FF_ref .
図1においては、切板kに対し、上流側の1番目から5番目のバンクが使用される。この場合、制御装置7は、フィードフォワード補正値算出部7bにより、上流側のバンクのフィードフォワード制御における切板kの目標温度の基準値に対し、巻取温度の目標値CTcmdと実測値CTk-a
actとの偏差に基づいた補正値ΔCTk
aimを算出する。制御装置7は、次の(1)式を用いて温度モデルの目標値CTk
aimを算出する。In FIG. 1, the first to fifth upstream banks are used for cutting plate k. In this case, the
切板k-bに対し、制御装置7は、フィードバック補正値算出部7cにより、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値Vk-b
2nd_refに対し、フィードフォワード補正値算出部7bにより算出された補正値ΔCTk
aimに応じた補正値ΔVk-b
2nd_refを算出する。For the cutting plate kb, the
巻取温度計6の直下を通過する切板が変化するたびに、巻取温度の実測値CTk-a
actに基づいて補正値ΔCTk
aimと補正値ΔVk-b
2nd_refとは変化する。Each time the cut sheet passing directly under the winding
制御装置7は、記憶部7aにより、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、最下流となるバンクの冷却水量の実績値Vk
1st_actの情報を記憶する。The
制御装置7は、制御部7dにより、上流側のバンクのフィードフォワード制御における目標温度の基準値をフィードフォワード補正値算出部7bにより算出された補正値ΔCTk
aimにより補正したうえで上流側のバンクによる各切板の冷却を制御する。The
各切板が下流側のバンクに到達した際、制御装置7は、制御部7dにより、最下流のバンクのフィードバック制御における切板への冷却水量の基準値Vk-b
2nd_refをフィードバック補正値算出部7cに算出された補正値ΔVk-b
2nd_refに応じて補正した基準値Vk-b
2nd_ref_modで最下流のバンクのフィードバック制御による各切板の冷却を制御する。この際、補正値ΔVk-b
2nd_refは、各切板に対して冷却水量の実績値Vk
1st_actが採用されることもある。When each cut plate reaches the bank on the downstream side, the
次に、図2を用いて、圧延材の温度降下の履歴を説明する。
図2は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの圧延材の温度降下の履歴を示す図である。Next, the history of the temperature drop of the rolled material will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the history of temperature drop of the rolled strip in the hot rolling line to which the hot rolling line control device in the first embodiment is applied.
図2に示されるように、各バンクは、圧延材の材質を考慮して、予め設定された冷却速度の設定値を満たすように開く注水バルブの間隔を調整する。 As shown in FIG. 2, for each bank, the interval of the water injection valve that opens is adjusted so as to satisfy the preset cooling rate set value in consideration of the material of the rolled material.
次に、図3を用いて、水冷による熱流束を説明する。
図3は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置が適用される熱間圧延ラインの水冷による熱流束を説明するための図である。Next, the heat flux due to water cooling will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the heat flux due to water cooling of the hot rolling line to which the hot rolling line control device according to the first embodiment is applied.
図3に示されるように、圧延材の表面が膜沸騰の状態においては、水蒸気が圧延材の表面と冷却水との間に存在する。圧延材の表面の温度が下がると、圧延材の表面は、膜沸騰の状態から遷移沸騰の状態へと移行する。圧延材の表面の温度が更に下がると、圧延材の表面は、遷移沸騰の状態から核沸騰の状態に移行する。圧延材の表面が核沸騰の状態においては、圧延材の上面は、全体的に冷却水と接触する。その結果、蒸気泡が局所的に発生する。 As shown in FIG. 3, when the surface of the rolled material is film boiling, water vapor exists between the surface of the rolled material and the cooling water. When the temperature of the surface of the rolled material decreases, the surface of the rolled material shifts from the film boiling state to the transition boiling state. When the temperature of the surface of the rolled material is further lowered, the surface of the rolled material shifts from the state of transition boiling to the state of nucleate boiling. In the state of nucleate boiling on the surface of the rolled material, the entire upper surface of the rolled material is in contact with the cooling water. As a result, vapor bubbles are generated locally.
圧延材の表面が遷移沸騰の状態においては、冷却開始時に温度の高い部分は、温度の低い部分に比べて熱流束が小さい。このため、冷却が遅れる。これに対し、温度の低い部分は、熱流束が大きい。このため、冷却が促進される。その結果、冷却開始時における温度の高い部分と温度の低い部分とにおいて、温度差が拡大する。 When the surface of the rolled material is in a state of transition boiling, the heat flux is smaller in the portion where the temperature is high at the start of cooling than in the portion where the temperature is low. This delays cooling. On the other hand, the low temperature portion has a large heat flux. This facilitates cooling. As a result, the temperature difference increases between the high-temperature portion and the low-temperature portion at the start of cooling.
圧延材の表面が遷移沸騰の状態において冷却が行われる限り、局所的な温度むらは積算されて拡大する。その結果、冷却後の鋼板において、平坦度不良、残留応力のほか、硬度分布、強度分布などの材質むらが発生し得る。 As long as the surface of the rolled material is cooled in the state of transition boiling, the local temperature unevenness is accumulated and enlarged. As a result, in the steel sheet after cooling, material unevenness such as poor flatness, residual stress, hardness distribution, and strength distribution may occur.
次に、図4を用いて、温度モデルの考え方を説明する。
図4は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置が適用される切板の斜視図である。Next, the concept of the temperature model will be explained using FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a cut sheet to which the hot rolling line control device in
図4に示されるように、圧延材がROT冷却装置2の直下において搬送される際、熱の出入りは、圧延材を一定長の切板に仮想的に分割した上で計算される。例えば、一定長は、3mから5mの間で設定される。
As shown in FIG. 4, when the rolled material is conveyed directly under the
熱の出入りの要素としては、水冷熱伝達、放射、相変態による発熱等が考えられる。例えば、水冷熱伝達のみが要素である場合、水冷による抜熱量Qwater(W)は、次の(2)式で表される。Factors for heat input/output include water cooling heat transfer, radiation, heat generation due to phase transformation, and the like. For example, when water-cooling heat transfer is the only factor, the amount of heat removed by water-cooling Q water (W) is expressed by the following equation (2).
(2)式において、hwは水冷熱伝達係数(W/mm2/℃)である。Awは冷却水と接触する切板の上下面の面積(mm2)である。Awは各バンクにおいて開く注水バルブの数で変化する。Tsurfは切板の表面温度(℃)である。Twは冷却水の温度(℃)である。In equation (2), hw is the water cooling heat transfer coefficient ( W /mm 2 /°C). Aw is the area (mm 2 ) of the top and bottom surfaces of the cutting plate that come into contact with the cooling water. Aw varies with the number of water injection valves open in each bank. T surf is the surface temperature of the cut plate (°C). Tw is the temperature of the cooling water (°C).
この際、各切板の温度変化は、次の(3)式で表される。 Under the present circumstances, the temperature change of each cut plate is represented by following (3) Formula.
(3)式において、ΔTiはバンクiでの切板kの降下温度(℃)である。iはバンクの番号である。Δtはバンクiでの切板kの通過時間(s)である。lkは切板kの進行方向の長さ(mm)である。Hkは切板kの板厚(mm)である。Bkは切板kの幅(mm)である。ρは切板kの密度(kg/mm3)である。CPは切板kの比熱(J/kg/℃)である。In equation (3), ΔT i is the temperature drop (°C) of cut plate k in bank i. i is the bank number. Δt is the transit time (s) of cutting plate k in bank i. lk is the length (mm) of the cut plate k in the traveling direction. Hk is the plate thickness (mm) of the cut plate k . Bk is the width (mm) of the cut plate k . ρ is the density of the cut plate k (kg/mm 3 ). CP is the specific heat (J/kg/°C) of the cut plate k.
次に、図5を用いて、補正値ΔCTk
aimと補正後の基準値Vk-b
2nd_ref_modとの算出方法を説明する。
図5は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。Next, a method of calculating the correction value ΔCT k aim and the post-correction reference value V k−b 2nd_ref_mod will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the essential parts of the control device for the hot rolling line according to the first embodiment.
図5の左側において、第1PID制御器のPIDゲインは、巻取温度計6までの移送むだ時間を考慮して設定される。第1PID制御器は、巻取温度の目標値CTcmdと実測値CTk-a
actとの偏差の情報の入力を受け付ける。第1PID制御器は、巻取温度の目標値CTcmdと実測値CTk-a
actとの偏差に対してPIDゲインを乗じることで補正値ΔCTk
aimを算出する。On the left side of FIG. 5, the PID gain of the first PID controller is set taking into account the transport dead time to the winding
図5の右側において、第2PID制御器のPIDゲインは、巻取温度計6までの移送むだ時間を考慮して設定される。第2PID制御器は、巻取温度の目標値CTcmdと実測値CTk-a
actとの偏差の符号を反転させた値の情報の入力を受け付ける。第2PID制御器は、巻取温度の目標値CTcmdと実測値CTk-a
actとの偏差の符号を反転させた値に対してPIDゲインを乗じることで冷却水量の基準値Vk-b
2nd_refを算出する。補正後の基準値Vk-b
2nd_ref_modは、Vk-b
2nd_ref_modから実績値Vk
1st_actを減じることで算出される。On the right side of FIG. 5, the PID gain of the second PID controller is set taking into account the transfer dead time to the winding
次に、図6を用いて、ROT冷却装置2における切板の温度の予測値を説明する。
図6は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置により計算された切板の温度の予測値を示す図である。Next, with reference to FIG. 6, predicted values of the temperature of the cut plate in the
FIG. 6 is a diagram showing predicted values of the temperature of the cut sheet calculated by the control device for the hot rolling line according to the first embodiment.
図6は、一つのバンクにおいて切板の通過速度は一定であると仮定される場合の切板の温度の予測値を示す。切板が冷却される前に、制御装置7は、(2)式と(3)式とを用いて各バンクの入側および出側での各切板の温度の予測値を計算する。
FIG. 6 shows the predicted values of the temperature of the cut plate when it is assumed that the speed of passage of the cut plate is constant in one bank. Before the cut plate is cooled, the
FDT実績値が変化すると、各切板に対し、最下流以外のバンクにおいて、使用するバンクの数が変化する。その結果、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、最下流となるバンクも変化する。 When the FDT performance value changes, the number of banks used in banks other than the most downstream bank changes for each cutting plate. As a result, among the banks used in banks other than the most downstream bank, the most downstream bank also changes.
図6に示されるように、補正値ΔCTaimが0よりも小さい場合、温度モデルの目標温度の設定値CTaimは、巻取温度の目標値CTcmdよりも小さくなる。この場合、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、最下流となるバンクは、より下流側のバンクとなる。As shown in FIG. 6, when the correction value ΔCT aim is smaller than 0, the set value CT aim of the target temperature of the temperature model is smaller than the target value CT cmd of the winding temperature. In this case, among the banks used in the banks other than the most downstream bank, the most downstream bank is the bank further downstream.
例えば、最下流以外のバンクにおいて使用されるバンクの中で、現時点において最下流となるバンクが上流側から4番目のバンクである場合、上流側から5番目のバンクの注水バルブが開くことで、最下流のバンク以外のバンクにおいて、冷却水量が増加する。 For example, among the banks other than the most downstream bank, if the current most downstream bank is the fourth bank from the upstream side, opening the water injection valve of the fifth bank from the upstream side, The amount of cooling water increases in banks other than the most downstream bank.
次に、図7を用いて、2つのフィードバック制御の非干渉化を説明する。
図7は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置による2つのフィードバック制御の非干渉化を説明するための図である。Next, the decoupling of two feedback controls will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining non-interference between two feedback controls by the hot rolling line control device according to the first embodiment.
切板kが最も下流側のバンクの入側に到達した際、制御装置7は、最も下流側のバンクでの冷却水量の基準値Vk
2nd_refから実績値Vk
1st_actを差し引く。When the cutting plate k reaches the entrance side of the bank on the most downstream side, the
次に、図8を用いて、最下流のバンクの冷却水量の大部分を他のバンク群に加算する方法を説明する。
図8は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置による最下流のバンクの冷却水量の大部分を他のバンク群に加算する方法を説明するための図である。Next, with reference to FIG. 8, a method of adding most of the cooling water amount of the most downstream bank to other bank groups will be described.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of adding most of the cooling water amount of the most downstream bank to other bank groups by the control device for the hot rolling line in the first embodiment.
冷却開始から一定時間経過後、最も下流側のバンクにおいて、切板k-bに対する冷却水量の基準値Vk-b
2nd_ref_modが予め設定された閾値よりも小さくならない場合、制御装置7は、冷却水量の基準値Vk-b
2nd_ref_modの一定割合(例えば、80%)を温度モデルにより目標温度の補正値ΔCTk-b
2ndに変換する。この際、目標温度の補正値ΔCTk-b
2ndは、0よりも小さい。After a certain period of time has passed since the start of cooling, if the reference value V kb 2nd_ref_mod of the cooling water amount for the cut plate kb does not become smaller than a preset threshold in the bank on the most downstream side, the
制御装置7は、(4)式を用いて切板kに対する温度モデルの目標値CTk
aimを補正する。The
その結果、最下流のバンク以外のバンクでの切板kへの冷却水量が増加する。 As a result, the amount of cooling water supplied to the cut plate k in banks other than the most downstream bank increases.
次に、図9を用いて、制御装置7の動作を説明する。
図9は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置の動作を説明する。Next, the operation of the
FIG. 9 explains the operation of the control device for the hot rolling line in the first embodiment.
ステップS1では、制御装置7は、切板kの巻取温度の目標値CTcmdと実測値CTk-a
actとの偏差に基づいた補正値ΔCTk
aimを算出する。その後、制御装置7は、ステップS2の動作を行う。ステップS2では、制御装置は、補正値ΔCTk
aimが0よりも小さいか否かを判定する。In step S1, the
ステップS2で補正値が0よりも小さい場合、制御装置は、ステップS3の動作を行う。ステップS3では、制御装置は、補正値ΔCTk aimを確定する。If the correction value is smaller than 0 in step S2, the control device performs the operation of step S3. In step S3, the control device determines the correction value ΔCT k aim .
ステップS2で補正値が0よりも小さくない場合、制御装置は、ステップS4の動作を行う。ステップS4では、制御装置は、冷却水量の基準値Vk-b 2nd_refが0であるか否かを判定する。If the correction value is not less than 0 in step S2, the control device performs the operation of step S4. In step S4, the control device determines whether or not the reference value V k−b 2nd_ref of the cooling water amount is zero.
ステップS4で冷却水量の基準値が0でない場合、制御装置は、ステップS5の動作を行う。ステップS5では、制御装置は、補正値ΔCTk aimを0とする。その後、制御装置は、ステップS3において補正値を確定する。If the reference value of the cooling water amount is not 0 in step S4, the control device performs the operation of step S5. In step S5, the control device sets the correction value ΔCT k aim to zero. After that, the control device determines the correction value in step S3.
ステップS4で冷却水量の基準値が0である場合、制御装置は、ステップS3において補正値を確定する。 If the reference value of the cooling water amount is 0 in step S4, the control device determines the correction value in step S3.
以上で説明した実施の形態1によれば、制御装置7は、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を補正値により補正したうえで上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御する。制御装置7は、下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する。このため、巻取温度のフィードバック制御の応答性能を維持したうえで遷移沸騰領域での冷却の不安定化を抑制することができる。
According to the first embodiment described above, the
また、制御装置7は、複数の切板の各々に対し、上記制御を行う。このため、遷移沸騰領域での冷却の不安定化をより確実に抑制することができる。
Further, the
また、制御装置7は、下流側のバンクのフィードバック制御における冷却水量の基準値から上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対する補正値に応じた冷却水量の補正値を差し引いた冷却水量となるように下流側のバンクのフィードバック制御を行う。このため、2つのフィードバック制御の非干渉化を実現することができる。
Further, the
また、上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値に対する補正値が0以上の場合および圧延材の巻取温度の目標値と実測値の偏差が0以下の場合、制御装置7は、各基準値の補正を行わない。このため、フィードバック制御に用いられる下流側のバンクの冷却水量を優先的に減らすことができる。
Further, when the correction value for the reference value of the target temperature of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank is 0 or more, and when the deviation between the target value and the measured value of the coiling temperature of the rolled material is 0 or less, the
また、冷却開始から一定時間経過後、冷却水量の基準値が予め設定された閾値よりも小さくならない場合、制御装置7は、当該基準値の一定割合を温度モデルにより目標温度の補正値に変換する。このため、フィードバック制御に用いられる下流側のバンクの冷却水量を減らすことができる。
Further, when the reference value of the cooling water amount does not become smaller than the preset threshold value after a certain period of time has elapsed since the start of cooling, the
次に、図10を用いて、制御装置7の例を説明する。
図10は実施の形態1における熱間圧延ラインの制御装置のハードウェア構成図である。Next, an example of the
FIG. 10 is a hardware configuration diagram of the control device for the hot rolling line according to the first embodiment.
制御装置7の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも1つのプロセッサ100aと少なくとも1つのメモリ100bとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも1つの専用のハードウェア200を備える。
Each function of the
処理回路が少なくとも1つのプロセッサ100aと少なくとも1つのメモリ100bとを備える場合、制御装置7の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも1つのメモリ100bに格納される。少なくとも1つのプロセッサ100aは、少なくとも1つのメモリ100bに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置7の各機能を実現する。少なくとも1つのプロセッサ100aは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSPともいう。例えば、少なくとも1つのメモリ100bは、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等である。
When the processing circuit comprises at least one
処理回路が少なくとも1つの専用のハードウェア200を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、制御装置7の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、制御装置7の各機能は、まとめて処理回路で実現される。
Where the processing circuitry comprises at least one piece of
制御装置7の各機能について、一部を専用のハードウェア200で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、制御部7dの機能については専用のハードウェア200としての処理回路で実現し、制御部7dの機能以外の機能については少なくとも1つのプロセッサ100aが少なくとも1つのメモリ100bに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。
A part of each function of the
このように、処理回路は、ハードウェア200、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで制御装置7の各機能を実現する。
Thus, the processing circuitry implements each function of the
実施の形態2.
図11は実施の形態2における熱間圧延ラインの制御装置の要部のブロック図である。なお、実施の形態1の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
FIG. 11 is a block diagram of main parts of a control device for a hot rolling line according to
実施の形態2においては、スミス法が適用される。 The Smith method is applied in the second embodiment.
図11において、CTk
pre_1stは、仕上圧延機出側温度計5の直下にある切板kの現時点での巻取温度の予測値である。CTk
pre_1stは、切板k-aが仕上圧延機出側温度計5の直下にある際に算出された巻取温度の予測値である。CTk-b
pre_2ndは、切板k-bが最も下流側のバンクの入側に到達した時点での切板k-bの巻取温度の予測値である。CTk-a
pre_2ndは、切板k-aが最も下流側のバンクの入側に到達した際に算出された切板k-aの巻取温度の予測値である。これらの予測値の情報は、制御装置7の記憶部7aに記憶される。In FIG. 11, CT k pre — 1st is the predicted value of the current coiling temperature of the cut strip k directly below the finishing mill
図11の左側に示されるように、内側のフィードバックループにおいて、むだ時間を含まないCTk pre_1stが入力される。外側のフィードバックループにおいて、CTk-a actとCTk-a pre_1stとの偏差がモデル予測誤差として入力される。補正値ΔCTk aimは、これらの入力に基づいて算出される。As shown on the left side of FIG. 11, CT k pre — 1st without dead time is input in the inner feedback loop. In the outer feedback loop, the deviation between CT ka act and CT ka pre_1st is input as the model prediction error. A correction value ΔCT k aim is calculated based on these inputs.
図11の右側に示されるように、内側のフィードバックループにおいて、むだ時間を含まないCTk-b pre_2ndが入力される。外側のフィードバックループにおいて、CTk-a actとCTk-a pre_2ndとの偏差がモデル予測誤差として入力される。基準値Vk-b 2nd_refは、これらの入力に基づいて算出される。As shown on the right side of FIG. 11, in the inner feedback loop, CT k−b pre — 2nd without dead time is input. In the outer feedback loop, the deviation between CT ka act and CT ka pre_2nd is input as the model prediction error. A reference value V k−b 2nd_ref is calculated based on these inputs.
以上で説明した実施の形態2によれば、スミス法が適用される。このため、制御ゲインを大きくすることができる。 According to the second embodiment described above, the Smith method is applied. Therefore, the control gain can be increased.
以上のように、本開示の熱間圧延ラインの制御装置は、熱間圧延ラインに利用できる。 As described above, the hot rolling line control device of the present disclosure can be used in a hot rolling line.
1 仕上圧延機、 2 ROT冷却装置、 3 ピンチロール、 4 巻取コイラ、 5 仕上圧延機出側温度計、 6 巻取温度計、 7 制御装置、 7a 記憶部、 7b フィードフォワード補正値算出部、 7c フィードバック補正値算出部、 7d 制御部、 100a プロセッサ、 100b メモリ、 200 ハードウェア
1 finishing rolling mill, 2 ROT cooling device, 3 pinch rolls, 4 winding coiler, 5 finishing rolling mill outlet thermometer, 6 winding thermometer, 7 control device, 7a storage unit, 7b feedforward correction value calculation unit, 7c feedback
Claims (6)
前記ROT冷却装置における下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値に対し、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた補正値を算出するフィードバック補正値算出部と、
前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における圧延材の目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる圧延材の冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値により補正したうえで前記下流側のバンクのフィードバック制御による圧延材の冷却を制御する制御部と、
を備えた熱間圧延ラインの制御装置。In a hot rolling line in which a rolled material rolled by a finishing mill is cooled by water injection by an ROT cooling device and then wound by a winding coiler, the target of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank in the ROT cooling device a feedforward correction value calculation unit that calculates a correction value based on a deviation between a target value and an actual measurement value of the coiling temperature of the rolled material with respect to the reference value of the temperature;
Feedback correction value calculation for calculating a correction value according to the correction value calculated by the feedforward correction value calculation unit with respect to the reference value of the cooling water amount to the rolled material in the feedback control of the bank on the downstream side in the ROT cooling device Department and
After correcting the reference value of the target temperature of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank with the correction value calculated by the feedforward correction value calculation unit, the cooling of the rolled material by the upstream bank is controlled. Cooling of the rolled material by feedback control of the downstream bank after correcting the reference value of the amount of cooling water to the rolled material in the feedback control of the downstream bank by the correction value calculated by the feedback correction value calculation unit. a control unit that controls
A control device for a hot rolling line with
前記フィードバック補正値算出部は、前記複数の切板の各々の冷却水量の基準値に対し、前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値に応じた補正値を算出し、
前記制御部は、前記複数の切板の各々に対し、前記上流側のバンクのフィードフォワード制御における目標温度の基準値を前記フィードフォワード補正値算出部により算出された補正値により補正したうえで前記上流側のバンクによる冷却を制御し、前記下流側のバンクのフィードバック制御における冷却水量の基準値を前記フィードバック補正値算出部に算出された補正値に応じて補正したうえで前記下流側のバンクのフィードバック制御による冷却を制御する請求項1に記載の熱間圧延ラインの制御装置。The feedforward correction value calculation unit calculates a correction value based on the deviation between the target value and the actual measurement value of the coiling temperature with respect to the reference value of the target temperature of each of a plurality of cut plates obtained by virtually dividing the rolled material. calculate,
The feedback correction value calculation unit calculates a correction value corresponding to the correction value calculated by the feedforward correction value calculation unit with respect to the reference value of the amount of cooling water for each of the plurality of cut plates,
For each of the plurality of cut plates, the control unit corrects the reference value of the target temperature in the feedforward control of the upstream bank by the correction value calculated by the feedforward correction value calculation unit, and After controlling the cooling by the upstream bank and correcting the reference value of the cooling water amount in the feedback control of the downstream bank according to the correction value calculated by the feedback correction value calculation unit, 2. The control device for a hot rolling line according to claim 1, wherein the cooling is controlled by feedback control.
前記フィードバック補正値算出部は、内側のフィードバックループにおいてむだ時間を含まない巻取温度の予測値の入力を受け付け、外側のフィードバックループにおいて巻取温度の実績値と予測値との偏差の入力を受け付け、これらの入力に基づいて前記下流側のバンクのフィードバック制御における圧延材への冷却水量の基準値を算出する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の熱間圧延ラインの制御装置。The feedforward correction value calculation unit receives an input of a predicted value of the winding temperature that does not include dead time in the inner feedback loop, and receives an input of the deviation between the actual value and the predicted value of the winding temperature in the outer feedback loop. Receive, based on these inputs, calculate a correction value for the reference value of the target temperature of the rolled material in the feedforward control of the upstream bank,
The feedback correction value calculation unit receives an input of a predicted winding temperature value that does not include dead time in the inner feedback loop, and receives an input of the deviation between the actual winding temperature value and the predicted value in the outer feedback loop. 6. The control device for a hot rolling line according to any one of claims 1 to 5, which calculates a reference value for the amount of cooling water to be supplied to the rolling material in the feedback control of the bank on the downstream side based on these inputs. .
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