JPH03173757A - めっき付着量制御方法 - Google Patents
めっき付着量制御方法Info
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- JPH03173757A JPH03173757A JP31165689A JP31165689A JPH03173757A JP H03173757 A JPH03173757 A JP H03173757A JP 31165689 A JP31165689 A JP 31165689A JP 31165689 A JP31165689 A JP 31165689A JP H03173757 A JPH03173757 A JP H03173757A
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Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、溶融金属浴中を通ってめっきされたストリッ
プの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けてめ
っき付itを制御するめつき付着量制御方法に係り、特
に、フィードバック制御とフィードフォワード制御を自
動的に切替えることにより、制御のハンチングを防止し
、めっき付着量の!1360精度を向上することが可能
なめっき付着量制御方法に関するものである。
プの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けてめ
っき付itを制御するめつき付着量制御方法に係り、特
に、フィードバック制御とフィードフォワード制御を自
動的に切替えることにより、制御のハンチングを防止し
、めっき付着量の!1360精度を向上することが可能
なめっき付着量制御方法に関するものである。
連続式溶融亜鉛めっきラインで亜鉛めっき鋼板を生産す
る際には、第1図に示す如く、溶融亜鉛浴10の中を通
うてめっきされたストリップ12の表面に、ワイピング
ノズル14.16からガスを吹き付けて亜鉛付着量が調
節されている。即ち、ストリップ12の表面に付着した
亜鉛を、ワイピングガスの噴流により圧迫、押し下げる
ことによって、付着亜鉛が絞られる。図において、18
はジンクロールである。 このような溶融亜鉛めっきラインにおいて亜鉛付着量を
制御する方法として、特公昭46−14521には、ス
トリップ12のライン速度LSに応じてワイピングノズ
ル14.16とストリップ12の間隔りを調整するフィ
ードフォワード制御と、実際のめっき付IIに応じてワ
イピングガス圧力Pを調整するか、又はワイピングノズ
ル14.16とストリップ12との間隔りを調整するフ
ィードバック制御を組合せたものが開示されている。 又、特開昭49−32821には、ワイピングノズル1
4.16とストリップ12との間隔りを適正条件に固定
した上で設定めっき付着量と実際のめつき付着量との偏
差愚に応じてワイピングガスの圧力Pを修正するフィー
ドバック制御と、設定めっき付着1及びライン速度に応
じてワイピングガス圧力を設定するフィードフォワード
制御を組合せたものが開示されている。 これらの制御方法において、設定めっき付着量に対して
実際のめっき付着量を精度良く、応答性良く追従制御す
るためには、めっき付着量とライン速度LS、ワイピン
グノズルとストリップとの間隔D1ワイピングガス圧力
Pとの関係が一定不変である必要がある。しかしながら
、実際の操業において、長期に亘ってこの条件を満たす
ことは極めて困難である。即ち、通常ワイピングノズル
は、適当期間使用した後に交換又は補修されるが、たと
えワイピングノズルとストリップとの間隔りが正確に再
設定されたとしても、交換又は補修されたワイピングノ
ズルのスリット間隙や取付噴射角度等が常に同一条件に
保持されずに変動してしまうため、めっき付着量とワイ
ピングガス圧力Pあるいはライン速度LSとの関係が、
ワイピングノズルの交換又は補修の都度変化してしまう
。又、実際上ワイピングノズルとストリップとの間隔り
を正確に再設定すること自体も難しい。更に、実際のめ
つき付着量は、ライン速度LS、ワイピングノズルとス
トリップとの間隔D1ワイピングガス圧力Pの変動のみ
でなく、ストリップの厚さ、めっき浴の温度、気温等の
変動によっても変化する。従って、特公昭46−145
21や特開昭49−39821に開示された方法で、長
期に亘って安定に精度良く、めっき付着mを制御するこ
とは困難であった。 このような問題点を解消するものとして、特公昭55−
34861には、設定めっき付着量及びライン速度LS
に応じてワイピングガス圧力Pを設定するフィードフォ
ワードi制御と、設定めっき付着量と実際のめつき付着
量との偏差最に応じてワイピングガス圧力Pを修正する
フィードバック制御とを組合せためっき付着量制御にお
いて、めっき付Wit、ライン速度LS、ワイピングガ
ス圧力P及びワイピングノズルとストリップとの間隔り
の各実測値に基づき前記フィードフォワード制御の特性
を補正するようにして、ライン速度LS。 ワイピングノズルとストリップとの間隔D1ワイピング
ガス圧力Pの変動だけでな、く、その他の変動要因の変
動に対しても追従できるようにしたものが開示されてい
る。 又、特公昭56−12316には、ワイピングガス圧力
Pが、ワイピングノズルの間11iD、高さ及び角度、
更にライン速度LS、めっき付着量の関数で表わされる
ことを利用して、品種切替あるいはストリップの変形等
に起因してライン速度LSやノズル間隔り等の作業条件
を大きく変更する際に、フィードバックによる制御以前
に、予め見出されたワイピングガス圧力P、ノズル−ス
トリップ間隔D1ノズル高さH1ノズル角度、ライン速
度LS、めっき付着量の各作業条件相互間の関係式(実
験式)に基づいて、上記作業条件のいずれかが変わった
ときに、その加工条件に対応して、目標めっき付着量を
保持するような他の作業条件を算出し、これらを同時に
変更するようにして、品種切替による目標めっき付着量
やライン速度等の変更に応じて、ワイピングガス圧力等
の他の作業条件を迅速に変更、設定できるようにしたも
のが開示されている。 更に、特公昭57−10948には、プリセット制御を
主体として、ワイピングガス圧力Pとワイピングノズル
とストリ・ツブの間隔りの大きな調整はプリセット制御
で設定してしまい、品種切音時等のガス噴射条件を太き
(変更する必要があるときには、これら圧力Pと間隔り
又はいずれか−方の条件を短時間に大きく調整し、ライ
ンからのめつき厚みの情報による微細な調整はフィード
バック1illlllで調整し、更に、ライン速度とめ
つき厚みの間には一定の相関関係があるので、これを比
例制御で調整するようにして、応答性を高めたものが開
示されている。
る際には、第1図に示す如く、溶融亜鉛浴10の中を通
うてめっきされたストリップ12の表面に、ワイピング
ノズル14.16からガスを吹き付けて亜鉛付着量が調
節されている。即ち、ストリップ12の表面に付着した
亜鉛を、ワイピングガスの噴流により圧迫、押し下げる
ことによって、付着亜鉛が絞られる。図において、18
はジンクロールである。 このような溶融亜鉛めっきラインにおいて亜鉛付着量を
制御する方法として、特公昭46−14521には、ス
トリップ12のライン速度LSに応じてワイピングノズ
ル14.16とストリップ12の間隔りを調整するフィ
ードフォワード制御と、実際のめっき付IIに応じてワ
イピングガス圧力Pを調整するか、又はワイピングノズ
ル14.16とストリップ12との間隔りを調整するフ
ィードバック制御を組合せたものが開示されている。 又、特開昭49−32821には、ワイピングノズル1
4.16とストリップ12との間隔りを適正条件に固定
した上で設定めっき付着量と実際のめつき付着量との偏
差愚に応じてワイピングガスの圧力Pを修正するフィー
ドバック制御と、設定めっき付着1及びライン速度に応
じてワイピングガス圧力を設定するフィードフォワード
制御を組合せたものが開示されている。 これらの制御方法において、設定めっき付着量に対して
実際のめっき付着量を精度良く、応答性良く追従制御す
るためには、めっき付着量とライン速度LS、ワイピン
グノズルとストリップとの間隔D1ワイピングガス圧力
Pとの関係が一定不変である必要がある。しかしながら
、実際の操業において、長期に亘ってこの条件を満たす
ことは極めて困難である。即ち、通常ワイピングノズル
は、適当期間使用した後に交換又は補修されるが、たと
えワイピングノズルとストリップとの間隔りが正確に再
設定されたとしても、交換又は補修されたワイピングノ
ズルのスリット間隙や取付噴射角度等が常に同一条件に
保持されずに変動してしまうため、めっき付着量とワイ
ピングガス圧力Pあるいはライン速度LSとの関係が、
ワイピングノズルの交換又は補修の都度変化してしまう
。又、実際上ワイピングノズルとストリップとの間隔り
を正確に再設定すること自体も難しい。更に、実際のめ
つき付着量は、ライン速度LS、ワイピングノズルとス
トリップとの間隔D1ワイピングガス圧力Pの変動のみ
でなく、ストリップの厚さ、めっき浴の温度、気温等の
変動によっても変化する。従って、特公昭46−145
21や特開昭49−39821に開示された方法で、長
期に亘って安定に精度良く、めっき付着mを制御するこ
とは困難であった。 このような問題点を解消するものとして、特公昭55−
34861には、設定めっき付着量及びライン速度LS
に応じてワイピングガス圧力Pを設定するフィードフォ
ワードi制御と、設定めっき付着量と実際のめつき付着
量との偏差最に応じてワイピングガス圧力Pを修正する
フィードバック制御とを組合せためっき付着量制御にお
いて、めっき付Wit、ライン速度LS、ワイピングガ
ス圧力P及びワイピングノズルとストリップとの間隔り
の各実測値に基づき前記フィードフォワード制御の特性
を補正するようにして、ライン速度LS。 ワイピングノズルとストリップとの間隔D1ワイピング
ガス圧力Pの変動だけでな、く、その他の変動要因の変
動に対しても追従できるようにしたものが開示されてい
る。 又、特公昭56−12316には、ワイピングガス圧力
Pが、ワイピングノズルの間11iD、高さ及び角度、
更にライン速度LS、めっき付着量の関数で表わされる
ことを利用して、品種切替あるいはストリップの変形等
に起因してライン速度LSやノズル間隔り等の作業条件
を大きく変更する際に、フィードバックによる制御以前
に、予め見出されたワイピングガス圧力P、ノズル−ス
トリップ間隔D1ノズル高さH1ノズル角度、ライン速
度LS、めっき付着量の各作業条件相互間の関係式(実
験式)に基づいて、上記作業条件のいずれかが変わった
ときに、その加工条件に対応して、目標めっき付着量を
保持するような他の作業条件を算出し、これらを同時に
変更するようにして、品種切替による目標めっき付着量
やライン速度等の変更に応じて、ワイピングガス圧力等
の他の作業条件を迅速に変更、設定できるようにしたも
のが開示されている。 更に、特公昭57−10948には、プリセット制御を
主体として、ワイピングガス圧力Pとワイピングノズル
とストリ・ツブの間隔りの大きな調整はプリセット制御
で設定してしまい、品種切音時等のガス噴射条件を太き
(変更する必要があるときには、これら圧力Pと間隔り
又はいずれか−方の条件を短時間に大きく調整し、ライ
ンからのめつき厚みの情報による微細な調整はフィード
バック1illlllで調整し、更に、ライン速度とめ
つき厚みの間には一定の相関関係があるので、これを比
例制御で調整するようにして、応答性を高めたものが開
示されている。
しかしながら、通常、ワイピングノズルと付看儂計の距
離はioom近く離れているため、実績値によるフィー
ドバックを主体とした従来の制御においては、応答に時
間がかかり、ライン速度等の操業条件が変化すると、付
着量がハンチング気味に変化し、管理範囲から外れてし
まい、高い制御精度は期待できない。又、プリセット等
のフィードフォワード制御を併用したものにおいても、
特にライン速度を高速化した場合には、応答性が十分で
ない等の問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、フィードバック制御とフィードフォワード制御を
自動的に切替えることにより、制御のハンチングを防止
し、めっき付着量の制御精度を向上することが可能な、
めっき付着量制御装置を提供することを課題とする。
離はioom近く離れているため、実績値によるフィー
ドバックを主体とした従来の制御においては、応答に時
間がかかり、ライン速度等の操業条件が変化すると、付
着量がハンチング気味に変化し、管理範囲から外れてし
まい、高い制御精度は期待できない。又、プリセット等
のフィードフォワード制御を併用したものにおいても、
特にライン速度を高速化した場合には、応答性が十分で
ない等の問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、フィードバック制御とフィードフォワード制御を
自動的に切替えることにより、制御のハンチングを防止
し、めっき付着量の制御精度を向上することが可能な、
めっき付着量制御装置を提供することを課題とする。
本発明は、溶融金属浴中を通ってめっきされたストリッ
プの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けてめ
っき付着量を制御するに際して、ストリップ−ワイピン
グノズル間距離、ワイピングガス圧力及びライン速度の
各変化率の少くともいずれか1つが所定値を越える不安
定状態では、フィードフォワード制御を行い、前記変化
率が総て所定値以下である安定状態が続き、付着量情報
が所定回数以上受信された時にフィードバックIII御
を可能とすることにより、前記課題を達成したものであ
る。
プの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けてめ
っき付着量を制御するに際して、ストリップ−ワイピン
グノズル間距離、ワイピングガス圧力及びライン速度の
各変化率の少くともいずれか1つが所定値を越える不安
定状態では、フィードフォワード制御を行い、前記変化
率が総て所定値以下である安定状態が続き、付着量情報
が所定回数以上受信された時にフィードバックIII御
を可能とすることにより、前記課題を達成したものであ
る。
本発明においては、溶融金属浴中を通ってめっきされた
ストリップの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き
付けてめっき付着量を制御するに際して、ストリップ−
ワイピングノズル間距離、ワイピングガス圧力及びライ
ン速度の各変化率の少くともいずれか1つが所定値を越
える不安定状態では、フィードフォワード制御を行い、
前記変化率が総て所定値以下である安定状態が続き、付
着量情報が所定回数以上受信された時にフィードバック
制御を可能とするようにしている。このようにして、安
定判別結果に応じてフィードバック制御とフィードフォ
ワード制御を自動的に切替えることにより、制御のハン
チングを防止し、めっき付着量の制御精度を向上できる
。
ストリップの表面に、ワイピングノズルからガスを吹き
付けてめっき付着量を制御するに際して、ストリップ−
ワイピングノズル間距離、ワイピングガス圧力及びライ
ン速度の各変化率の少くともいずれか1つが所定値を越
える不安定状態では、フィードフォワード制御を行い、
前記変化率が総て所定値以下である安定状態が続き、付
着量情報が所定回数以上受信された時にフィードバック
制御を可能とするようにしている。このようにして、安
定判別結果に応じてフィードバック制御とフィードフォ
ワード制御を自動的に切替えることにより、制御のハン
チングを防止し、めっき付着量の制御精度を向上できる
。
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例は、本発明を、第1図に示したような、溶融亜
鉛浴10中を通ってめっきされたストリップ12の表面
に、ワイピングノズル14.16からガスを吹付けてめ
っき付着IMを制御する溶融めっきラインに適用したも
のである。 本実施例によるめっき付着量制御装置は、第2図に示す
如く、例えば純亜鉛によるめっき時に、前記ワイピング
ノズル14.16の下流側(第1図の上方)で、ストリ
ップ12が冷えた状態でめっきの付着量(厚さ)を測定
するめつき付着量計(厚み計)20と、例えば合金めっ
きの場合にストリップ12の地鉄の含有率及び合金化さ
れためつきの付着量を測定する合金化度計22と、該め
っき付着量計20又は合金化度計22の出力に基づいて
、本発明によりめっき付着量を制御する付着mυ111
1装置24と、該付着量制御装置24及び前記付I!計
20又は合金化度計22から入力される信号により、付
着量設定値やめつき品種を設定するプロセスコンピュー
タ26と、オフラインの回帰計算用コンピュータ28と
、その表示装置28A及びラインプリンタ28Bとから
構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、前記付着量計20、合金化度計22等により、付
着量制御に使用する各種実績データを所定サンプリング
周期毎に収集し、プロセスコンピュータ26のメモリに
格納して実績収集テーブルを作成する。収集する実績デ
ータとしては、例えばストリップ−ノズル間距離実績値
D p sワイピングノズル高さHP Nワイピングガ
ス圧力実績値P p Nライン速度実績値LSp、ワイ
ピングノズル部におけるストリップ板厚t1ワイピング
ノズル部におけるストリップ板幅W1亜鉛浴温度実績値
TZ、ノズル種類、ノズル角度、ダル・ブライト区分、
規格グループ番号、めっき付着量設定値MS、めっき付
着量実績値M p s亜鉛浴成分(A℃、Pb 、 F
e ) 、カスPA類(空気、窒素)、メっき品種等が
ある。 なお、データ収集時には、上下限チエツクを行い、異常
データは空欄にして実績収集テーブルへのデータ格納を
行う。 次に、回帰計算用の実績データを用いて、回帰計算用コ
ンピュータ28で回帰計算を行い、次式の回帰係数a、
b、cを求める。 M −aX’ + bX+c ・−・−(1)
ここで、M:めっき付着量設定値又は実績値X:めっき
付着量相当値 回帰計算を行うのは、パラメータa、b、cの更新によ
るモデル式のレベルアップ、より的中率の高い付S量モ
デル式の検討、モデル式中のパラメータa、b1cの層
分は方法変更の検討のためである。この回帰計算は、開
発系のコンピュータを用いてオフラインで行うことが望
ましいが、オンライン系のプロセスコンピュータ26が
付it制御中であっても、平行して回帰計算を行うこと
も可能である。なお、回帰計算用実績データの一部が異
常である場合には、回帰計算の対象データから除いて、
回帰精度を上げることができる。 具体的には、発明者が実操業データを検討することによ
って見い出した、例えば次のような基本モデル式 %式%) (2) ここで、LSニライン速度、 Dニストリップ−ワイピングノズ ル間の距離、 P:ワイピングガス圧力、 H:溶融金属浴面からのワイピン グノズル高さ、 Ll、12 :定数(補正係数〉 の定数11=Lz=1 (基準値)とした、次の回帰式
を設定し、この中に、回帰計算用実績データを代入して
、回帰係数a、b、cを求める。 X −(1/i、n Hp> X ((LSp−Dp)/Pp)’/’(3) Mp= aX’ + bX+c +
+tmm (4)ここで、Pは実績値を示す添字である
。 回帰計算用コンピュータ28は、プロセスコンピュータ
26の回帰計算用実績データテーブルから設定された条
件のデータを読出し、該回帰計算用コンピュータ28内
の回帰データテーブルに格納する。次いで、実際の回帰
計算に使用するデータの項目を指定し、対応する条件の
データを読出して、回帰計算を行う。 必要に応じて相関チエツクを行った後、回帰データテー
ブル中のデータを使用して回帰計算を実行し、計算結果
を表示装!28Aに表示する。又、回帰計算用パラメー
タ、回帰計算の設定内容、回帰データテーブルに格納し
たデータ、回帰計算結果等をラインプリンタ28Bに出
力することもできる。 フィードフォワード制御に際しては、まず、前出(2)
式をワイピングガス圧力Pについて解いた次の(5)式 %式%) (5) 及び同じく(2)式をストリップ−ワイピングノズル間
の距離りについて解いた次の(6)式0式% (6) の定数Lw−Lz−1とおいて、(5)式及び(6)式
によりワイピングガス圧力P及びノズル間隔りを決定し
、フィードフォワード制御による付着量制御を行う。こ
の際、ワイピングガス圧力Pの設定値を求めるときには
、ライン速度LS。 ノズル間隔D1ノズル高さHは、いずれもそれまでの実
績値を用いる。又、ノズル間隔Dfi:算出する際には
、ワイピングガス圧力Pを、ライン稼動後に決定される
理想操業時のノズル圧力に対応する定数とし、ライン速
度LS及びノズル高さHは実績値とする。又、めっき付
着量相当値Xとしては、前出(1)式を解くことによっ
て求められる次式の値Xを用いる。 Xl 、X2−(−fi ± −ac−Ms
J/2a ・・・・・・・・・ (7)なお、b”
−4a (c−Ms )が負である場合には、この値
を零とおく。前出(1)式は必ず単調増加になるので、
めっき付着量相当値Xとしては、XI、X2のうち大き
い方の値を使用する。 なお、(7)式に用いる回帰係数a1b、cは、例えば
ガス種類、ノズル種類、ノズル角度、ダル材又はブライ
ト材、ホット材又はコールド材、めっき付着量設定値M
S、ノズル高さHp、ライン速度LSP、板厚、板幅、
ストリップ単位張力、亜鉛浴温度、亜鉛浴前板温等に応
じて層分けすることにより、回帰計算の精度を向上する
ことができる。 なお、層分けされた回帰係数a、b、cのいずれを使う
かは、プロセスコンピュータ26からの命令情報により
自動的に決定される。又、オペレータの指定により設定
することも可能である。 前出(6)式による計算結果に応じて、ストリップ−ノ
ズル間距離りを動かすに際しては、これを時々刻々変更
すると操業上好ましくない。そこで、実際には、例えば
第3図に示す如く、10ミリピツチ毎にステップ状に距
離りを変更することができる。 y−f(x) ・・・・・・・・・(8
)ここで、Xは、(6)式による計算結果、yは実際の
ノズル位置である。 本実施例においては、ノズル間隔りを拡げているときと
、狭めていくときでヒステリシスを設けているので、ハ
ンチングが防止される。なお、ノズル間隔りを設定する
際には、ストリップ12の板厚の変化に応じた補正も行
う。 一方、ライン速度18.めっき付着IM、ワイピングガ
ス圧力P1ノズル位置等のワイピングノズルまわりの各
種実績値の変動がなく、ラインが安定して稼動している
ときには、フィードバック制御を行う。 具体的には、ワイピングノズル14.16の下流にある
めっき付着量計20又は合金化度計22の情報によりワ
イピングガス圧力Pをフィードバック補正する。このフ
ィードバック制御と前記フィードフォワード制御の違い
は、定数L2が更新されるか否かであり、他の機能は基
本的には同一である。 このフィードバック制御は、前記フィードフォワード制
御に使用しているモデル式を補正することにより実現す
る。このフィードバック制御における補正係数L2は、
次式により計算される。 Lg= (X−Jn H/L* ) X (P/ (18−D))’/’ ・・・(9)こ
こで、めっき付着量相当値Xは、前出(7)式により計
算される。なお、この際に(7)式の計算に用いられる
めっき付11Mは設定値MSではなく実績値MPとする
。又、ノズル高さH1ワイピングガス圧力P1ライン速
度LS、ノズル間隔りは、いずれも、前回の制御タイミ
ングから今回の制御タイミングまでの期間の各実績値の
時間平均値とする。又、補正係数11は、学習パラメー
タテーブルに記憶された値を用いる(初期値は1)。 この(9)式により算出される補正係数L2は、フィー
ドバック補正テーブルに格納されると共に、以下のワイ
ピングガス圧力計算、ストリップ−ノズル間距離計算に
使用される。なお、フィードバック制御が行われている
ときは、学習パラメータテーブル内容の更新は行わない
。これは、学習制御による補正係数11の更新と、フィ
ードバック制御による補正係数L2の更新が同時に発生
すると過補正となるからである。 このフィードバック制御時におけるワイピングガス圧力
P及びストリップ−ノズル間圧1lIDの計算は、前記
フィードフォワード制御の場合と同様に行う。なお、こ
の際に用いられる補正係数L2は1ではなく前出(9)
式によって計算された値となる。 又、計算結果に応じたストリップ−ノズル間距離りの動
かし方も、フィードフォワード制御の場合と同様とする
ことができる。 なお、補正係数12は、めっき付着量計20又は合金化
度針22からの付着量情報が送信されてくる毎に更新さ
れるので、層分けはせず、単一のパラメータとする。 本発明によるフィードフォワード制御←→フィードバッ
ク制御のFJJ替えは、次のようにして行う。 即ち、ストリップ−ワイピング間距離実績値Dp1ワイ
ピングガス圧力実績値PG、ライン速度実績値LSpの
3種の実績値に対して、第4図に示す如く、例えば1秒
で可変とした所定時間
る。 本実施例は、本発明を、第1図に示したような、溶融亜
鉛浴10中を通ってめっきされたストリップ12の表面
に、ワイピングノズル14.16からガスを吹付けてめ
っき付着IMを制御する溶融めっきラインに適用したも
のである。 本実施例によるめっき付着量制御装置は、第2図に示す
如く、例えば純亜鉛によるめっき時に、前記ワイピング
ノズル14.16の下流側(第1図の上方)で、ストリ
ップ12が冷えた状態でめっきの付着量(厚さ)を測定
するめつき付着量計(厚み計)20と、例えば合金めっ
きの場合にストリップ12の地鉄の含有率及び合金化さ
れためつきの付着量を測定する合金化度計22と、該め
っき付着量計20又は合金化度計22の出力に基づいて
、本発明によりめっき付着量を制御する付着mυ111
1装置24と、該付着量制御装置24及び前記付I!計
20又は合金化度計22から入力される信号により、付
着量設定値やめつき品種を設定するプロセスコンピュー
タ26と、オフラインの回帰計算用コンピュータ28と
、その表示装置28A及びラインプリンタ28Bとから
構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、前記付着量計20、合金化度計22等により、付
着量制御に使用する各種実績データを所定サンプリング
周期毎に収集し、プロセスコンピュータ26のメモリに
格納して実績収集テーブルを作成する。収集する実績デ
ータとしては、例えばストリップ−ノズル間距離実績値
D p sワイピングノズル高さHP Nワイピングガ
ス圧力実績値P p Nライン速度実績値LSp、ワイ
ピングノズル部におけるストリップ板厚t1ワイピング
ノズル部におけるストリップ板幅W1亜鉛浴温度実績値
TZ、ノズル種類、ノズル角度、ダル・ブライト区分、
規格グループ番号、めっき付着量設定値MS、めっき付
着量実績値M p s亜鉛浴成分(A℃、Pb 、 F
e ) 、カスPA類(空気、窒素)、メっき品種等が
ある。 なお、データ収集時には、上下限チエツクを行い、異常
データは空欄にして実績収集テーブルへのデータ格納を
行う。 次に、回帰計算用の実績データを用いて、回帰計算用コ
ンピュータ28で回帰計算を行い、次式の回帰係数a、
b、cを求める。 M −aX’ + bX+c ・−・−(1)
ここで、M:めっき付着量設定値又は実績値X:めっき
付着量相当値 回帰計算を行うのは、パラメータa、b、cの更新によ
るモデル式のレベルアップ、より的中率の高い付S量モ
デル式の検討、モデル式中のパラメータa、b1cの層
分は方法変更の検討のためである。この回帰計算は、開
発系のコンピュータを用いてオフラインで行うことが望
ましいが、オンライン系のプロセスコンピュータ26が
付it制御中であっても、平行して回帰計算を行うこと
も可能である。なお、回帰計算用実績データの一部が異
常である場合には、回帰計算の対象データから除いて、
回帰精度を上げることができる。 具体的には、発明者が実操業データを検討することによ
って見い出した、例えば次のような基本モデル式 %式%) (2) ここで、LSニライン速度、 Dニストリップ−ワイピングノズ ル間の距離、 P:ワイピングガス圧力、 H:溶融金属浴面からのワイピン グノズル高さ、 Ll、12 :定数(補正係数〉 の定数11=Lz=1 (基準値)とした、次の回帰式
を設定し、この中に、回帰計算用実績データを代入して
、回帰係数a、b、cを求める。 X −(1/i、n Hp> X ((LSp−Dp)/Pp)’/’(3) Mp= aX’ + bX+c +
+tmm (4)ここで、Pは実績値を示す添字である
。 回帰計算用コンピュータ28は、プロセスコンピュータ
26の回帰計算用実績データテーブルから設定された条
件のデータを読出し、該回帰計算用コンピュータ28内
の回帰データテーブルに格納する。次いで、実際の回帰
計算に使用するデータの項目を指定し、対応する条件の
データを読出して、回帰計算を行う。 必要に応じて相関チエツクを行った後、回帰データテー
ブル中のデータを使用して回帰計算を実行し、計算結果
を表示装!28Aに表示する。又、回帰計算用パラメー
タ、回帰計算の設定内容、回帰データテーブルに格納し
たデータ、回帰計算結果等をラインプリンタ28Bに出
力することもできる。 フィードフォワード制御に際しては、まず、前出(2)
式をワイピングガス圧力Pについて解いた次の(5)式 %式%) (5) 及び同じく(2)式をストリップ−ワイピングノズル間
の距離りについて解いた次の(6)式0式% (6) の定数Lw−Lz−1とおいて、(5)式及び(6)式
によりワイピングガス圧力P及びノズル間隔りを決定し
、フィードフォワード制御による付着量制御を行う。こ
の際、ワイピングガス圧力Pの設定値を求めるときには
、ライン速度LS。 ノズル間隔D1ノズル高さHは、いずれもそれまでの実
績値を用いる。又、ノズル間隔Dfi:算出する際には
、ワイピングガス圧力Pを、ライン稼動後に決定される
理想操業時のノズル圧力に対応する定数とし、ライン速
度LS及びノズル高さHは実績値とする。又、めっき付
着量相当値Xとしては、前出(1)式を解くことによっ
て求められる次式の値Xを用いる。 Xl 、X2−(−fi ± −ac−Ms
J/2a ・・・・・・・・・ (7)なお、b”
−4a (c−Ms )が負である場合には、この値
を零とおく。前出(1)式は必ず単調増加になるので、
めっき付着量相当値Xとしては、XI、X2のうち大き
い方の値を使用する。 なお、(7)式に用いる回帰係数a1b、cは、例えば
ガス種類、ノズル種類、ノズル角度、ダル材又はブライ
ト材、ホット材又はコールド材、めっき付着量設定値M
S、ノズル高さHp、ライン速度LSP、板厚、板幅、
ストリップ単位張力、亜鉛浴温度、亜鉛浴前板温等に応
じて層分けすることにより、回帰計算の精度を向上する
ことができる。 なお、層分けされた回帰係数a、b、cのいずれを使う
かは、プロセスコンピュータ26からの命令情報により
自動的に決定される。又、オペレータの指定により設定
することも可能である。 前出(6)式による計算結果に応じて、ストリップ−ノ
ズル間距離りを動かすに際しては、これを時々刻々変更
すると操業上好ましくない。そこで、実際には、例えば
第3図に示す如く、10ミリピツチ毎にステップ状に距
離りを変更することができる。 y−f(x) ・・・・・・・・・(8
)ここで、Xは、(6)式による計算結果、yは実際の
ノズル位置である。 本実施例においては、ノズル間隔りを拡げているときと
、狭めていくときでヒステリシスを設けているので、ハ
ンチングが防止される。なお、ノズル間隔りを設定する
際には、ストリップ12の板厚の変化に応じた補正も行
う。 一方、ライン速度18.めっき付着IM、ワイピングガ
ス圧力P1ノズル位置等のワイピングノズルまわりの各
種実績値の変動がなく、ラインが安定して稼動している
ときには、フィードバック制御を行う。 具体的には、ワイピングノズル14.16の下流にある
めっき付着量計20又は合金化度計22の情報によりワ
イピングガス圧力Pをフィードバック補正する。このフ
ィードバック制御と前記フィードフォワード制御の違い
は、定数L2が更新されるか否かであり、他の機能は基
本的には同一である。 このフィードバック制御は、前記フィードフォワード制
御に使用しているモデル式を補正することにより実現す
る。このフィードバック制御における補正係数L2は、
次式により計算される。 Lg= (X−Jn H/L* ) X (P/ (18−D))’/’ ・・・(9)こ
こで、めっき付着量相当値Xは、前出(7)式により計
算される。なお、この際に(7)式の計算に用いられる
めっき付11Mは設定値MSではなく実績値MPとする
。又、ノズル高さH1ワイピングガス圧力P1ライン速
度LS、ノズル間隔りは、いずれも、前回の制御タイミ
ングから今回の制御タイミングまでの期間の各実績値の
時間平均値とする。又、補正係数11は、学習パラメー
タテーブルに記憶された値を用いる(初期値は1)。 この(9)式により算出される補正係数L2は、フィー
ドバック補正テーブルに格納されると共に、以下のワイ
ピングガス圧力計算、ストリップ−ノズル間距離計算に
使用される。なお、フィードバック制御が行われている
ときは、学習パラメータテーブル内容の更新は行わない
。これは、学習制御による補正係数11の更新と、フィ
ードバック制御による補正係数L2の更新が同時に発生
すると過補正となるからである。 このフィードバック制御時におけるワイピングガス圧力
P及びストリップ−ノズル間圧1lIDの計算は、前記
フィードフォワード制御の場合と同様に行う。なお、こ
の際に用いられる補正係数L2は1ではなく前出(9)
式によって計算された値となる。 又、計算結果に応じたストリップ−ノズル間距離りの動
かし方も、フィードフォワード制御の場合と同様とする
ことができる。 なお、補正係数12は、めっき付着量計20又は合金化
度針22からの付着量情報が送信されてくる毎に更新さ
れるので、層分けはせず、単一のパラメータとする。 本発明によるフィードフォワード制御←→フィードバッ
ク制御のFJJ替えは、次のようにして行う。 即ち、ストリップ−ワイピング間距離実績値Dp1ワイ
ピングガス圧力実績値PG、ライン速度実績値LSpの
3種の実績値に対して、第4図に示す如く、例えば1秒
で可変とした所定時間
【毎に、各種実績値の変化率ff
1n/l(例えばJl、t:D9−1.2:pp 、I
t3:LSD )による安定判別を行い、各変化率がす
べて所定値1口以下である時に、安定状態と判定する。 又、この安定状態が成立しない時は、不安定状態を判定
する。なお、この安定状態は、ワイピングノズルまわり
の操業が安定しているということを意味しており、付着
量計設置場所での亜鉛付着量が安定しているという意味
ではない。 前記安定状態から不安定状態に変化した後、該不安定状
態が所定回数(例えば1回)連続して発生した時は、フ
ィードバック制御からフィードフォワード制御に自動的
に切替える。 逆、不安定状態から安定状態に変化した時は、直ちにフ
ィードバック制御に切替えるのでは無く、第5図に示す
如く、安定状態が連続してストリップがワイピングノズ
ル−付着量計(又は合金化度針)間の配置間隔に対応す
る所定距離(例えば100m )進み、その後、付着量
計等からの付着量情報が所定回数(例えば2回)送信さ
れてきた時に、フィードフォワード制御からフィードバ
ック制御に自動的に切替える。この際、1図目の付着量
情報には不安定部分の影響が残っている可能性があるの
で、2回目以降の付着量情報を用いてフィードバック制
御を開始する。なお、フィードバックII御への切替え
が可能になフても、制御モードの設定状態によっては、
必ずしもフィードバック1IJIllに切替わらない場
合もありうる。 更に、本実施例では、フィードフォワード制御及びフィ
ードバック制御で使用しているモデル式(1)、(2)
の的中精度を自動的に向上させるべく、学習も行ってい
る。即ち、(2)式の補正係数L1を各種実績値から計
算し、学習パラメータテーブルに格納し、フィードフォ
ワード制御やフィードバック制御時には、この学習パラ
メータテーブルに格納されたデータL1を使用する。学
習制御のタイミングは、めっき付着m計又は合金化度針
22から付着量情報が送信されてきたときであって、且
つ、フィードバック制御が可能な安定状態である。この
学習制御と前記フィードバック制御とは大変類似した機
能であるが、学習制御によれば、長期間のモデル式オー
トチューニングが可能であり、補正係数L1が、他の各
種パラメータにより層分けされているという特徴を有す
る。 これに対して、フィードバックill filは、短期
間のモデル式オートチューニング機能と考えることがで
き、フィードバック補正係数L2は層分けされず、単一
のパラメータとなっている。この学習制御は、フィード
フォワード制御で使用されているモデル式の中の学習パ
ラメータL1を計算することにより実現される。 学習パラメータL1は、次のように計算される。 即ち、フィードバック補正係数L2−1とおくと、前出
(2)式から、次式が導出される。 Lt−X−βnHp X (PP/ (LSP−Op ))’/2・・・・・
・・・・(10) ここで、めっき付@壷相当値Xは、前出(7)式により
計算される。なお、この学習時には、めっき付着IMは
設定値MSではなく実績値Mpとする。又、回帰係数a
、b、cの層分けも、めっき付着量の実績値Mpをパラ
メータとする。又、ノズル高さHp sワイピングガス
圧力P P 1ライン速度LSp、ノズル間隔Opは、
いずれも、前回の制御タイミングから今回のilJ I
IIタイミングまでの期間の各実績値の時間平均値であ
り、実績収集テーブルより計算される。なお、空欄のデ
ータは平均値計算から外す。 (10)式によって計算された学習補正係数L1は、次
式に示すフィルタリング計算を行った後、学習パラメー
タ仮テーブル(学習パラメータテーブルそのものではな
い)に格納される。 L+(n)−(1−α)・Ll +α・Llcrl−1】 ・・・(11)ここで、Lt
(ntは、学習パラメータ仮テーブルに格納される値、
Llは、(10)式による計算結果、Ll(n+3は、
L+(rzを格納する前に学習パラメータ仮テーブルか
ら読出した値、αはフィルタリング定数(α−0はフィ
ルタ無し)、α=1はフィ゛ルタ無限大)である。 なお、フィードバック制御が行われていない場合には、
学習パラメータ仮テーブルの内容を学習パラメータテー
ブルに格納する。この処理により、学習補正係数L1と
フィードバック補正係数L2の同時更新が防止され、過
制御が防止される。 学習制御結果データは、学習パラメータ計算の直後の時
点で、前記回帰計算用実績データテーブルへ格納される
。なお、対象データが存在しないか、データが上下限異
常値であるときには、回帰計算用実績データテーブルに
は空欄を格納する。 本実施例においては、フィードフォワード制御用のモデ
ル式にフィードバック制御による補正係数L2を設けて
いるので、フィードフォワード制御とフィードバック制
御を共通の式に基づいて実施することができ、制御が簡
略である。 本発明法と従来法による制御結果を第6図に比較して示
す。操業条件は、速度85i/分、板厚1.2n、板幅
850〜1200n、目付母目標値80→60 g/m
”である。フィードフォワード(FF)制御のみによる
従来法では、第6図(A)に示す如く、偏差が残ったま
まで推移する。一方、フィードバック(F B ) 副
litのみによる従来法では、第6図(B)に示す如く
、急変時になかなか安定しない。これらに対して、本発
明法では、第6図(C)に示す如く、良好な結果が得ら
れた。 前記実施例においては、本発明が、純亜鉛めっき及び合
金めっきに適用されていたが、本発明が適用されるめっ
きの種類は、これに限定されない。
1n/l(例えばJl、t:D9−1.2:pp 、I
t3:LSD )による安定判別を行い、各変化率がす
べて所定値1口以下である時に、安定状態と判定する。 又、この安定状態が成立しない時は、不安定状態を判定
する。なお、この安定状態は、ワイピングノズルまわり
の操業が安定しているということを意味しており、付着
量計設置場所での亜鉛付着量が安定しているという意味
ではない。 前記安定状態から不安定状態に変化した後、該不安定状
態が所定回数(例えば1回)連続して発生した時は、フ
ィードバック制御からフィードフォワード制御に自動的
に切替える。 逆、不安定状態から安定状態に変化した時は、直ちにフ
ィードバック制御に切替えるのでは無く、第5図に示す
如く、安定状態が連続してストリップがワイピングノズ
ル−付着量計(又は合金化度針)間の配置間隔に対応す
る所定距離(例えば100m )進み、その後、付着量
計等からの付着量情報が所定回数(例えば2回)送信さ
れてきた時に、フィードフォワード制御からフィードバ
ック制御に自動的に切替える。この際、1図目の付着量
情報には不安定部分の影響が残っている可能性があるの
で、2回目以降の付着量情報を用いてフィードバック制
御を開始する。なお、フィードバックII御への切替え
が可能になフても、制御モードの設定状態によっては、
必ずしもフィードバック1IJIllに切替わらない場
合もありうる。 更に、本実施例では、フィードフォワード制御及びフィ
ードバック制御で使用しているモデル式(1)、(2)
の的中精度を自動的に向上させるべく、学習も行ってい
る。即ち、(2)式の補正係数L1を各種実績値から計
算し、学習パラメータテーブルに格納し、フィードフォ
ワード制御やフィードバック制御時には、この学習パラ
メータテーブルに格納されたデータL1を使用する。学
習制御のタイミングは、めっき付着m計又は合金化度針
22から付着量情報が送信されてきたときであって、且
つ、フィードバック制御が可能な安定状態である。この
学習制御と前記フィードバック制御とは大変類似した機
能であるが、学習制御によれば、長期間のモデル式オー
トチューニングが可能であり、補正係数L1が、他の各
種パラメータにより層分けされているという特徴を有す
る。 これに対して、フィードバックill filは、短期
間のモデル式オートチューニング機能と考えることがで
き、フィードバック補正係数L2は層分けされず、単一
のパラメータとなっている。この学習制御は、フィード
フォワード制御で使用されているモデル式の中の学習パ
ラメータL1を計算することにより実現される。 学習パラメータL1は、次のように計算される。 即ち、フィードバック補正係数L2−1とおくと、前出
(2)式から、次式が導出される。 Lt−X−βnHp X (PP/ (LSP−Op ))’/2・・・・・
・・・・(10) ここで、めっき付@壷相当値Xは、前出(7)式により
計算される。なお、この学習時には、めっき付着IMは
設定値MSではなく実績値Mpとする。又、回帰係数a
、b、cの層分けも、めっき付着量の実績値Mpをパラ
メータとする。又、ノズル高さHp sワイピングガス
圧力P P 1ライン速度LSp、ノズル間隔Opは、
いずれも、前回の制御タイミングから今回のilJ I
IIタイミングまでの期間の各実績値の時間平均値であ
り、実績収集テーブルより計算される。なお、空欄のデ
ータは平均値計算から外す。 (10)式によって計算された学習補正係数L1は、次
式に示すフィルタリング計算を行った後、学習パラメー
タ仮テーブル(学習パラメータテーブルそのものではな
い)に格納される。 L+(n)−(1−α)・Ll +α・Llcrl−1】 ・・・(11)ここで、Lt
(ntは、学習パラメータ仮テーブルに格納される値、
Llは、(10)式による計算結果、Ll(n+3は、
L+(rzを格納する前に学習パラメータ仮テーブルか
ら読出した値、αはフィルタリング定数(α−0はフィ
ルタ無し)、α=1はフィ゛ルタ無限大)である。 なお、フィードバック制御が行われていない場合には、
学習パラメータ仮テーブルの内容を学習パラメータテー
ブルに格納する。この処理により、学習補正係数L1と
フィードバック補正係数L2の同時更新が防止され、過
制御が防止される。 学習制御結果データは、学習パラメータ計算の直後の時
点で、前記回帰計算用実績データテーブルへ格納される
。なお、対象データが存在しないか、データが上下限異
常値であるときには、回帰計算用実績データテーブルに
は空欄を格納する。 本実施例においては、フィードフォワード制御用のモデ
ル式にフィードバック制御による補正係数L2を設けて
いるので、フィードフォワード制御とフィードバック制
御を共通の式に基づいて実施することができ、制御が簡
略である。 本発明法と従来法による制御結果を第6図に比較して示
す。操業条件は、速度85i/分、板厚1.2n、板幅
850〜1200n、目付母目標値80→60 g/m
”である。フィードフォワード(FF)制御のみによる
従来法では、第6図(A)に示す如く、偏差が残ったま
まで推移する。一方、フィードバック(F B ) 副
litのみによる従来法では、第6図(B)に示す如く
、急変時になかなか安定しない。これらに対して、本発
明法では、第6図(C)に示す如く、良好な結果が得ら
れた。 前記実施例においては、本発明が、純亜鉛めっき及び合
金めっきに適用されていたが、本発明が適用されるめっ
きの種類は、これに限定されない。
第1図は、ワイピングガスによるめっき付着量制御の原
理を示す路線図、 第2図は、本発明に係るめっき付着量制御方法を行うた
めの、めっき付II i制御装置の全体構成を示すブロ
ック線図、 第3図は、本発明の実施例におけるストリップ−ノズル
間距離の移動方法を示す線図、第4図は、同じく、各種
実績値による安定判別状態を説明するm図、 第5図は、同じく、フィードバック制御可能状態を説明
する線図、 第6図(A)、(8)、(C)は、従来法と本発明法に
よる制御結果を比較して示す線図である。 24・・・付着量制御装置、 26・・・プロセスコンピュータ、 28・・・回帰計算用コンピュータ。
理を示す路線図、 第2図は、本発明に係るめっき付着量制御方法を行うた
めの、めっき付II i制御装置の全体構成を示すブロ
ック線図、 第3図は、本発明の実施例におけるストリップ−ノズル
間距離の移動方法を示す線図、第4図は、同じく、各種
実績値による安定判別状態を説明するm図、 第5図は、同じく、フィードバック制御可能状態を説明
する線図、 第6図(A)、(8)、(C)は、従来法と本発明法に
よる制御結果を比較して示す線図である。 24・・・付着量制御装置、 26・・・プロセスコンピュータ、 28・・・回帰計算用コンピュータ。
Claims (1)
- (1)溶融金属浴中を通ってめっきされたストリップの
表面に、ワイピングノズルからガスを吹き付けてめっき
付着量を制御するに際して、 ストリップ−ワイピングノズル間距離、ワイピングガス
圧力及びライン速度の各変化率の少くともいずれか1つ
が所定値を越える不安定状態では、フィードフォワード
制御を行い、 前記変化率が総て所定値以下である安定状態が続き、付
着量情報が所定回数以上受信された時にフィードバック
制御を可能とすることを特徴とするめっき付着量制御方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1311656A JP2804320B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | めっき付着量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1311656A JP2804320B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | めっき付着量制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03173757A true JPH03173757A (ja) | 1991-07-29 |
JP2804320B2 JP2804320B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=18019907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1311656A Expired - Lifetime JP2804320B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | めっき付着量制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2804320B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2005133208A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-05-26 | Jfe Steel Kk | ガスワイピングノズル、ガスワイピングノズル装置および溶融めっき金属帯の製造方法 |
KR100742834B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2007-07-25 | 주식회사 포스코 | 용융 도금 공정에서의 도금량 제어 시스템 |
JP2007314851A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Jfe Steel Kk | 溶融金属めっき鋼帯の製造方法 |
CN105525248A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-27 | 浙江中控研究院有限公司 | 一种镀锌生产线镀层厚度前馈优化控制方法 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311656A patent/JP2804320B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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JP2804320B2 (ja) | 1998-09-24 |
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