JPH03120320A - 連続焼鈍炉の板温制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラジアントチューブ内に供給する燃料流量を
ＵＲ節して板温を制御する連続焼鈍炉の板温制御方法に
関する。

（従来の技術） 連続焼鈍炉とは、薄板コイルの後端と別コイルの先端と
を溶接した板に連続的に熱サイクルを加える設備である
。この種の連続焼鈍炉は、第４図に示すような構成を有
しており、加熱炉ｌ内にラジアントチューブ２を配置し
、このラジアントチューブ２内で燃焼ガスを燃焼させて
加熱し、その間を上下に通過する板３を輻射熱によって
加熱するものである。

そして加熱炉１の出口には、板温検出器４が配設され、
この板温検出器４は制御装置５に接続されて、制御装置
５に板温検出器４にて検出された板温か入力される。こ
の制御装置５では、計算機６によって与えられた板温設
定値信号χに、板温検出器４で検出された仮温かなるよ
うに燃料流量設定値が演算される。ついで制御装置５は
燃料流量配分器７に接続されて、燃料流量配分器７に燃
料流量設定値信号が入力される。燃料流量配分器７は、
加熱炉１の各ゾーンへの燃料流量を配分する信号を各ゾ
ーンに設けられた燃料流量調節計８ヘ送り、燃料流量ｉ
ｊ１節計８の信号で各ゾーンのラジアントチューブ２へ
送られる燃料流量が調節される。

加熱炉出口の板温は燃料流量に対し高次の遅れがあり、
従って、燃料流量に対する板温の変化は立上がりが遅く
、むだ時間と１次遅れの合成とみなすことができる。そ
こで応答性をよくするためスミス法が適用されていた。

スミス法は、第２図のブロック図で説明すると、ＰＩ制
御部に破線部分を加えたもので、これにより、閉ループ
の伝達関数の特性方程式に現れていた安定化を阻害する
むだ時間要素がなくなり、比例ゲインを上げ連応性を得
ることができる。第２図においてＧｃ（ｓ）はＰＩ制御
部の伝達関数、Ｇ（ｓ）は制御対象の伝達関数、Ｇｘ（
ｓ）ｅ−”は制御対象をむだ時間と１次遅れの合成とし
て近似したモデルの伝達関数である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来の連続焼鈍設備の板温制御装置には、解決
すべき次の課題があった。

（１）加熱炉出口の板温は燃料流量に対し、むだ時間と
１次遅れの合成とみなすことができる。制御対象がこの
ようにむだ時間と１次遅れの合成とみなされるとき、燃
料流量に対するＦｉ温の応答を速くするために比例ゲイ
ンを上げると、閉ループの伝達関数の特性方程式に現れ
るむだ時間要素の影響で不安定になり、このため応答を
速くすることができない。

（２）従って、従来からスミス法が適用されていた。ス
ミス法は制御対象のモデルが精度良く近似されていれば
制御性の向上に役立つが、そうでない場合は応答が遅く
なったり、不安定になる。

（３）連続焼鈍炉の制御対象は、通板スケジュール（板
厚、ライン速度）に対し大きく変動する。

従って応答を良くするための従来のスミス法の適用は、
通板スケジュールの板厚、ライン速度の変化時に、逆に
悪影響をおよぼし、板温の温度不足の発生や過加熱が多
発している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため次の手段を講する。

すなわち、連続焼鈍炉の板温制御方法として、連続焼鈍
炉の燃料流量を、同連続焼鈍炉出口の板温をフィードバ
ックして調節し、板温を制御する制御２１系において、
燃料流量の１次遅れとむだ時間とで上記板温の動特性を
近（以するモデルを使ったスミス法を適用し、そのモデ
ルのゲインと時定数とむだ時間とを、板のライン速度と
板厚の積により予め関係づけた関数とし、上記連続焼鈍
炉を通過する板のライン速度と板厚から上記モデルのゲ
インと時定数とむだ時間とを上記関数により、リアルタ
イムで変更するようにした。

〔作　用） 上記手段により、板温の制御系において、板温の動特性
を燃料流量の１次遅れと、むだ時間で近（Ｅｌｆるモデ
ルを使ったスミス法が適用される。スミス法による板温
の制御系において、そのモデルのゲインと、時定数と、
むだ時間とを、それぞれライン速度と板厚の積を変数と
する予め定められた関数として定めておき、連続焼鈍炉
を通過する板のライン速度と板厚から、上記モデルのゲ
インと、時定数と、むだ時間とが、上記関数によりリア
ルタイムで変更される。

このようにして、ライン速度と板厚が変化しても、上記
制御系において、制御対象とモデルは常にマツチングし
た状態にあるので、板温変化が従来の方法より少く維持
されるようになる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説明する
。

なお、従来例で説明した部分は、冗長さをさけるため説
明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。

第１図にて、計算機６には板温制御系のモデルのむだ時
間と、時定数と、ゲインとを板厚とライン速度の積とで
表した第３図に示すような関数を予め設定し入力してお
く。

以上の構成において、計算［６は通板スケジュールであ
る板厚とライン速度から制御装置５へむだ時間設定値信
号ａ、時定数設定値信号ｂ、ゲイン設定値信号Ｃおよび
従来通り板温設定値信号Ｘをリアルタイムで送る。

制御装置５では、計算機６から与えられるむだ時間設定
値信号ａ、時定数設定値信号す、ゲイン設定値信号Ｃ１
すなわちパラメータ設定値信号ａ。

ｂ、　　ｃでモデルを変えながら、板温検出器信号とＦ
ｉ温膜設定値信号らスミス法により燃料流量設定値を演
算する。燃料流量設定値は、第２図のブロック図のＰＩ
制御部に局所フィードバック補償を加えたところを伝達
関数表現した次式によって演算される。

１＋Ｇｃ（ｓ）（Ｇ、（ｓ）−ＧＨ（ｓ）ｅ−”　　）
Ｇ）Ｉ（Ｓ）　　＝　　　　　　　　　　　　　　　　
（２）１＋Ｔｓ ここで、Ｆ　（ｓ）は燃料流量設定値、Ｙｏ（ｓ）は板
温設定値、’ｆ　（ｓ）は板温検出値、Ｇｃ（ｓ）はＰ
１制御部の伝達関数で、ラプラス演算子Ｓを使って表現
したものである。　Ｌ、　Ｔ、　Ｋは各々モデルのむだ
時間、時素数、ゲインで、パラメータ設定値信号ａ、ｂ
、Ｃの値である。

こうして演算された燃料流量設定値は、従来通り、燃料
流量配分器７に入力され、燃料流量配分器７を経て、燃
料流量調節計へ出力される。

以上のようにして、板厚とライン速度の変化に応じて、
リアルタイムで制御系のモデルのむだ時間、時定数、ゲ
インが変えられるので、板温変化が大幅に減少するよう
になる。

（発明の効果〕 以上に説明したように、本発明によれば、通板スケジュ
ール（板厚、ラインスピード）の変化で板温不足の発生
や過加熱が多発していたスミス法による板温制御におい
て、モデルのパラメータを予め設定した関数によりリア
ルタイムで変えるため、通板スケジュールに変化があっ
ても応答が速く、安定な板温制御が実現できる。

４、嘔門ａ剪ｌｊｒ躍明 第１図は、本発明の方法に係る一実施例の構成図、 第２図は、同実施例の制御系のブロック図、第３図は、
同実施例の板厚とライン速度の積とモデルのむだ時間、
時定数、ゲインの関係を示す図、 第４図は、従来例の構成図である。

１・−加熱炉、　　　　　２−・・ラジアントチューブ
。

３・−・板、　　　　　　　４・−板温検出器。

５・・・制御装置、　　　　６−・−計算機。

７・−燃料流量配分器、８−・燃料流を調節計第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続焼鈍炉の燃料流量を、同連続焼鈍炉出口の板温をフ
   ィードバックして調節し、板温を制御する制御系におい
   て、燃料流量の１次遅れとむだ時間とで上記板温の動特
   性を近似するモデルを使ったスミス法を適用し、そのモ
   デルのゲインと時定数とむだ時間とを、板のライン速度
   と板厚の積により予め関係づけた関数とし、上記連続焼
   鈍炉を通過する板のライン速度と板厚から上記モデルの
   ゲインと時定数とむだ時間とを上記関数により、リアル
   タイムで変更することを特徴とする連続焼鈍炉の板温制
   御方法。