JPH04232214A - Method and device for controlling cooling of steel plate - Google Patents

Method and device for controlling cooling of steel plate

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JPH04232214A
JPH04232214A JP2409090A JP40909090A JPH04232214A JP H04232214 A JPH04232214 A JP H04232214A JP 2409090 A JP2409090 A JP 2409090A JP 40909090 A JP40909090 A JP 40909090A JP H04232214 A JPH04232214 A JP H04232214A
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JP
Japan
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steel plate
heat transfer
transfer coefficient
cooling
temperature
Prior art date
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Withdrawn
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JP2409090A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Takemori
竹森 祐一
Shozo Fujii
藤井 省三
Giichi Hayakawa
義一 早川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH04232214A publication Critical patent/JPH04232214A/en
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
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    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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Abstract

PURPOSE:To accurately predict the coefficient of heat transfer at the time of cooling a steel plate and to obtain the desired material quality in the steel plate after cooling. CONSTITUTION:Sensors 14, 16 for detecting temp. of the steel plate at inlet and outlet in this cooling device and the actual value to the coefficient of heat transfer is calculated with an arithmetic part 36 for the actual value to the coefficient of heat transfer based on control data inputted from an input device 35 disposed separately and temps. detected with these sensors 14, 16. Then, new continuous functional values of components in the steel plate, outer shape of the steel plate and temp. of the steel plate having the typical coefficient of heat transfer shown by neural net work model so that the predictive value to the coefficient of heat transfer approaches to the actual value, is calculated with a learning part 37 for the coefficient of heat transfer and the cooling at the next time is executed based on this functional value.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ニューラルネットワー
クモデルによって鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の連続
的な関数値として表わされている熱伝達係数に基づいて
鋼板の冷却を制御する鋼板の冷却制御方法並びにその装
置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention is a method for cooling a steel plate, which controls cooling of a steel plate based on a heat transfer coefficient expressed as a continuous function value of steel plate components, steel plate outer shape, and steel plate temperature using a neural network model. The present invention relates to a control method and device.

【0002】0002

【従来の技術】現在では、熱間圧延された直後の高温の
厚鋼板を水冷によって加速急冷することで焼き入れ効果
を得、鋼板に高強度の特性を付す制御冷却と称される工
程を備えた鋼板製造装置が稼動している。この冷却は、
鋼板が目的の温度になるまで行われるわけであるが、冷
却を正確に行なうためには鋼板の冷え具合を冷却の制御
因子として設定する必要がある。この冷え具合は、単位
温度,単位時間,単位面積当たりの熱量で表わすことが
でき、熱伝達係数と等価なものである。
[Prior Art] Currently, a process called controlled cooling is used to obtain a quenching effect by rapidly cooling a high-temperature thick steel plate immediately after hot rolling with water cooling, thereby imparting high strength properties to the steel plate. Steel sheet manufacturing equipment is now in operation. This cooling is
Cooling is continued until the steel plate reaches the target temperature, but in order to accurately cool the steel plate, it is necessary to set the degree of cooling of the steel plate as a cooling control factor. This degree of cooling can be expressed by the amount of heat per unit temperature, unit time, and unit area, and is equivalent to the heat transfer coefficient.

【0003】一般的に、この熱伝達係数は非線形性が強
いことから定式化が困難である。このため、熱伝達係数
は、冷却対象となる鋼板の成分,外形,温度などの要因
によって種別区分された離散的なテーブル値として扱っ
ている。鋼板を冷却する際には、冷却対象となる鋼板の
該当種別区分ごとに、前回の熱伝達係数の実績値から次
回の冷却における熱伝達係数の予測値を推定している。
[0003] Generally, this heat transfer coefficient is difficult to formulate because of its strong nonlinearity. For this reason, the heat transfer coefficient is treated as a discrete table value classified into types depending on factors such as the composition, external shape, and temperature of the steel plate to be cooled. When cooling a steel plate, the predicted value of the heat transfer coefficient for the next cooling is estimated from the previous actual value of the heat transfer coefficient for each applicable type classification of the steel plate to be cooled.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この熱
伝達係数のテーブル値は離散的であるから、熱伝達係数
が鋼板の種別区分間で不連続となっており、この種別区
分の境界に位置する鋼板については画一的な熱伝達係数
の適用がされるとは限らない。万が一不適当な熱伝達係
数が適用されて鋼板の冷却が行われたときには、冷却後
の鋼板において所望の材質が得られなくなるという恐れ
を内在している。本発明は、このような従来の不具合を
解消するために成されたものであり、熱伝達係数をニュ
ーラルネットワークモデルにより、鋼板成分,鋼板外形
,鋼板温度などの要因によって連続的な関数値として表
わされるテーブル値とすることによって、上記のような
不具合の発生を回避させ、また、このテーブル値を鋼板
冷却の実績値に基づいて逐次更新するようにして、冷却
の制御精度を向上させうる鋼板の冷却制御方法及びその
装置の提供を目的とする。
[Problem to be Solved by the Invention] However, since the table values of this heat transfer coefficient are discrete, the heat transfer coefficient is discontinuous between the steel plate type classifications, and the heat transfer coefficient is discontinuous between the steel plate type classifications, and the heat transfer coefficient is discontinuous between the steel plate type classifications. A uniform heat transfer coefficient is not necessarily applied to steel plates. If a steel plate is cooled by applying an inappropriate heat transfer coefficient, there is a risk that the desired material quality will not be obtained in the steel plate after cooling. The present invention was made to solve these conventional problems, and uses a neural network model to express the heat transfer coefficient as a continuous function value based on factors such as steel plate composition, steel plate outer shape, and steel plate temperature. By setting the table values to the table values, the occurrence of the above-mentioned problems can be avoided, and by updating the table values sequentially based on the actual values of steel plate cooling, it is possible to improve the cooling control accuracy of the steel plate. The purpose of this invention is to provide a cooling control method and device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の1つは、冷却装置入口及びその出口において
検出された鋼板の温度、並びに当該鋼板の成分,外形等
の物理的要素に基づいて前記鋼板の熱伝達係数の実績値
を算出し、当該実績値に基づいて次回の鋼板冷却の際の
熱伝達係数の予測値を算出し、当該予測値に基づいて前
記鋼板の冷却を制御するようにした鋼板の冷却制御方法
において、前記熱伝達係数を、当該検出された鋼板の温
度及び物理的要素に基づいてニューラルネットワークモ
デルにより鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の連続的な関
数値として表わし、当該関数値に基づいて鋼板の冷却を
行なうようにしたことを特徴とする鋼板の冷却制御方法
であり、さらに、他の1つは、ニューラルネットワーク
モデルにより鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の連続的な
関数値として表わされている標準的な熱伝達係数に基づ
いて鋼板の熱伝達係数の予測値を算出し、冷却装置入口
及びその出口において検出された鋼板の温度、並びに当
該鋼板の成分,外形等の物理的要素に基づいて、前記鋼
板の熱伝達係数の実績値を算出し、前記予測値が当該実
績値に近付くように、学習機能を用いてニューラルネッ
トワークモデルで表わされた前記標準的な熱伝達係数の
鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の連続的な関数値を逐次
学習更新して、当該更新された連続的な関数値に基づい
て次回の鋼板の冷却を行なうようにしたことを特徴とす
る鋼板の冷却制御方法である。
[Means for Solving the Problems] One of the present inventions for achieving the above object is to measure the temperature of a steel plate detected at the inlet and outlet of a cooling device, as well as physical elements such as the composition and external shape of the steel plate. calculate the actual value of the heat transfer coefficient of the steel plate based on the actual value, calculate the predicted value of the heat transfer coefficient during the next cooling of the steel plate based on the actual value, and control the cooling of the steel plate based on the predicted value. In the steel plate cooling control method, the heat transfer coefficient is determined as a continuous function value of steel plate composition, steel plate outer shape, and steel plate temperature using a neural network model based on the detected temperature and physical factors of the steel plate. This is a cooling control method for a steel plate, characterized in that the steel plate is cooled based on the function value. The predicted value of the heat transfer coefficient of the steel plate is calculated based on the standard heat transfer coefficient expressed as a continuous function value, and the temperature of the steel plate detected at the inlet and outlet of the cooling device, as well as the temperature of the steel plate in question are calculated. The actual value of the heat transfer coefficient of the steel plate is calculated based on physical elements such as composition and external shape, and the predicted value is expressed by a neural network model using a learning function so that the predicted value approaches the actual value. The continuous function values of the steel plate composition, steel plate outer shape, and steel plate temperature of the standard heat transfer coefficient are learned and updated sequentially, and the next steel plate is cooled based on the updated continuous function values. This is a method for controlling cooling of a steel plate.

【0006】さらに、冷却装置入口における鋼板の温度
を検出する入側温度検出手段と、当該冷却装置出口にお
ける鋼板の温度を検出する出側温度検出手段と、冷却さ
れる鋼板の成分,外形等の物理的要素を入力する入力手
段と、ニューラルネットワークモデルによって鋼板成分
,鋼板外形,鋼板温度の連続的な関数値として表わされ
ている標準的な熱伝達係数を記憶する記憶手段と、前記
入力手段から入力された鋼板の物理的要素及び前記記憶
手段の標準的な熱伝達係数に基づいて、熱伝達係数の予
測値を演算する予測値演算手段と、前記入側及び出側温
度検出手段によってそれぞれ検出された鋼板の温度並び
に前記入力手段から入力した当該鋼板の物理的要素に基
づいて、熱伝達係数の実績値を演算する実績値演算手段
と、前記予測演算手段によって演算された熱伝達係数の
予測値が、前記実績値演算手段によって演算された熱伝
達係数の実績値に近付くように、前記記憶手段に記憶さ
れているニューラルネットワークモデルで表わされた標
準的な熱伝達係数の鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の新
たな連続的な関数値を演算して更新させる更新手段とを
有することを特徴とする鋼板の冷却制御装置である。
Furthermore, an inlet temperature detection means for detecting the temperature of the steel plate at the inlet of the cooling device, an outlet temperature detection means for detecting the temperature of the steel plate at the outlet of the cooling device, and information on the composition, external shape, etc. of the steel plate to be cooled. an input means for inputting physical elements; a storage means for storing a standard heat transfer coefficient expressed by a neural network model as a continuous function value of steel sheet composition, steel sheet outer shape, and steel sheet temperature; and said input means. predicted value calculation means for calculating a predicted value of the heat transfer coefficient based on the physical elements of the steel plate inputted from the storage means and the standard heat transfer coefficient in the storage means; and the input side and outlet temperature detection means, respectively. Actual value calculation means for calculating the actual value of the heat transfer coefficient based on the detected temperature of the steel plate and the physical elements of the steel plate input from the input means; and the actual value of the heat transfer coefficient calculated by the prediction calculation means. a standard heat transfer coefficient steel plate component represented by a neural network model stored in the storage means so that the predicted value approaches the actual value of the heat transfer coefficient calculated by the actual value calculation means; This is a cooling control device for a steel plate, characterized in that it has updating means for calculating and updating new continuous function values of the steel plate outer shape and steel plate temperature.

【0007】[0007]

【作用】以上のような本発明の方法によれば、熱伝達係
数がニューラルネットワークモデルにより鋼板成分,鋼
板外形,鋼板温度の連続的な関数値として表わされてい
るから、冷却が行われる鋼板の物理的要素に応じて最適
な熱伝達係数の予測値を得ることができることになる。 そして、この予測値に基づいて前記鋼板の冷却が行われ
るから、常に所望の材質の鋼板を得ることが可能となる
。さらに、熱伝達係数は、予測値に従って冷却された鋼
板の実績値に基づいて、予測値と実績値とが一致するよ
うな値に逐次学習更新されるから、鋼板冷却の回数を重
ねるにしたがって、最適な熱伝達係数が得られるように
なる。
[Operation] According to the method of the present invention as described above, the heat transfer coefficient is expressed by a neural network model as a continuous function value of the steel plate composition, the steel plate outer shape, and the steel plate temperature. Therefore, it is possible to obtain an optimal predicted value of the heat transfer coefficient depending on the physical factors of the heat transfer coefficient. Since the steel plate is cooled based on this predicted value, it is possible to always obtain a steel plate of a desired material. Furthermore, the heat transfer coefficient is sequentially learned and updated based on the actual value of the steel plate cooled according to the predicted value, so that the predicted value and the actual value match, so as the number of times the steel plate is cooled increases, The optimum heat transfer coefficient can now be obtained.

【0008】また、以上のような本発明の装置によれば
、更新手段は、予測演算手段によって演算された熱伝達
係数の予測値が実績値演算手段によって演算された熱伝
達係数の実績値に近付くような新たな熱伝達係数の連続
的な関数値を演算し、この演算の結果得られた連続的な
関数値を記憶手段に更新記憶させる。このため記憶手段
には常に最新の熱伝達係数に関するデータが記憶される
ことになり、このデータの更新が行われるにしたがって
正確な予測値の算出ができるようになる。
Further, according to the apparatus of the present invention as described above, the updating means changes the predicted value of the heat transfer coefficient calculated by the prediction calculating means to the actual value of the heat transfer coefficient calculated by the actual value calculating means. A new continuous function value of the heat transfer coefficient that approaches the new one is calculated, and the continuous function value obtained as a result of this calculation is updated and stored in the storage means. Therefore, the storage means always stores the latest data regarding the heat transfer coefficient, and as this data is updated, accurate predicted values can be calculated.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明装置の概略構成図である。 鋼板10に水11,…,11を噴射して強制冷却する冷
却装置12の入口側には、鋼板10の冷却前の温度を検
出する入側温度センサー14が、また、その出口側には
その冷却後の温度を検出する出側温度センサー16がそ
れぞれ設けてある。この入側温度センサー14と出側温
度センサー16は、入側温度検出手段と出側温度検出手
段としてそれぞれ機能する。鋼板10は、モーター18
によって駆動される駆動ローラー20A〜20Hによっ
て図示A方向に所定の速度で搬送される。入側温度セン
サー14によって検出された鋼板10の温度はA/D 
変換器21によって、また、出側温度センサー16によ
って検出された温度はA/D 変換器22によって、そ
れぞれデジタル信号に変換され、産業用計算機25に出
力される。この産業用計算機25は、冷却装置12に設
けられている後述する複数の注水弁を個々にオン,オフ
制御すると共に、モーター18の回転数を制御する。こ
の産業用計算機25にはベクトル演算装置30が接続さ
れているが、このベクトル演算装置30には、鋼板10
の熱伝達係数を鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の連続的
な関数値として表わしたニューラルネットワークモデル
が記憶されている。このニューラルネットワークモデル
で表わされている熱伝達係数の関数値は、産業用計算機
25によって演算された熱伝達係数の実績値及び予測値
に基づいて最適な値に逐次更新されるようになっている
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the apparatus of the present invention. On the inlet side of the cooling device 12 that forcibly cools the steel plate 10 by injecting water 11,..., 11, there is an inlet temperature sensor 14 that detects the temperature of the steel plate 10 before cooling. Each outlet temperature sensor 16 is provided to detect the temperature after cooling. The inlet temperature sensor 14 and the outlet temperature sensor 16 function as an inlet temperature detector and an outlet temperature detector, respectively. The steel plate 10 is the motor 18
The paper is conveyed at a predetermined speed in the direction A in the drawing by drive rollers 20A to 20H driven by. The temperature of the steel plate 10 detected by the entrance temperature sensor 14 is determined by the A/D
The temperatures detected by the converter 21 and the output temperature sensor 16 are converted into digital signals by the A/D converter 22 and output to the industrial computer 25. The industrial computer 25 individually controls on/off a plurality of water injection valves, which will be described later, provided in the cooling device 12, and also controls the rotation speed of the motor 18. A vector calculation device 30 is connected to this industrial computer 25.
A neural network model is stored that expresses the heat transfer coefficient of as a continuous function value of steel plate components, steel plate outer shape, and steel plate temperature. The function value of the heat transfer coefficient represented by this neural network model is successively updated to the optimum value based on the actual value and predicted value of the heat transfer coefficient calculated by the industrial computer 25. There is.

【0010】図2は、入側又は出側温度センサー14及
び16の設置部分の概略構成図である。図示のように、
鋼板10が冷却装置12からの水11,…,11で冷却
される際には、視界が妨げられる程の水蒸気が発生し、
この水蒸気が入側又は出側温度センサー14又は16の
測温を阻害することになるから、この水蒸気を吹き飛ば
す装置が入側及び出側に設けてある。この装置は送風装
置と同様の機能を有しているものであり、送風機19に
よって送られた空気がダクト17から鋼板10に向けて
吹き出すようになっている。入側又は出側温度センサー
14又は16には放射温度計が用いられるが、この放射
温度計はこのダクト17内に取り付けられている。従っ
て、測温の邪魔となる水蒸気はダクト17からの空気に
よって確実に除外され、良好な測定環境の下での温度検
出が可能となる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a portion where the inlet or outlet temperature sensors 14 and 16 are installed. As shown,
When the steel plate 10 is cooled by the water 11, ..., 11 from the cooling device 12, water vapor is generated to the extent that visibility is obstructed.
Since this water vapor will interfere with temperature measurement by the inlet or outlet temperature sensor 14 or 16, devices for blowing off this water vapor are provided on the inlet and outlet sides. This device has the same function as a blower, and the air sent by the blower 19 is blown out from the duct 17 toward the steel plate 10. A radiation thermometer is used as the inlet or outlet temperature sensor 14 or 16, and this radiation thermometer is installed inside the duct 17. Therefore, water vapor that would interfere with temperature measurement is reliably removed by the air from the duct 17, making it possible to detect temperature under a favorable measurement environment.

【0011】図3は、冷却装置12の内部構成図である
。冷却装置12の内部には、所定間隔おきに注水装置2
3a〜23nが設けてあり、この注水装置23a〜23
nから鋼板10に向けて水が噴射される。各注水装置に
は、注水弁24a〜24nが設けてあり、これらの注水
弁24a〜24nの遮断,開放の制御はそれぞれの注水
弁に接続されている制御線26a〜26nを介して図1
に示した産業用計算機25によって行われる。
FIG. 3 is an internal configuration diagram of the cooling device 12. Inside the cooling device 12, a water injection device 2 is installed at predetermined intervals.
3a to 23n are provided, and these water injection devices 23a to 23
Water is injected toward the steel plate 10 from n. Each water injection device is provided with water injection valves 24a to 24n, and the shutoff and opening of these water injection valves 24a to 24n is controlled via control lines 26a to 26n connected to the respective water injection valves, as shown in FIG.
This is carried out by the industrial computer 25 shown in FIG.

【0012】図4は、ベクトル演算装置30の具体的な
構成図である。産業用計算機25とのデータ授受を行な
うためにモデム31が設けてあり、モデム31から入力
あるいはモデム31に出力するデータはデータ伝送及び
収集用計算機32を介して授受され、それらのデータは
データ蓄積器33に蓄積される。このデータは具体的に
はニューラルネットワークモデルで表わされる熱伝達係
数の関数値である。ベクトル演算器34は行列演算を高
速で行なえるものであり、データ蓄積器33に記憶され
ているデータに基づいて産業用計算機25に出力すべき
熱伝達係数を計算したり、逆に産業用計算機25からの
データに基づいて計算した結果をデータ蓄積器33に更
新記憶させるものである。
FIG. 4 is a specific configuration diagram of the vector calculation device 30. A modem 31 is provided to exchange data with the industrial computer 25, and data input from the modem 31 or output to the modem 31 is exchanged via a data transmission and collection computer 32, and the data is stored in the data storage. It is stored in the container 33. Specifically, this data is a function value of a heat transfer coefficient expressed by a neural network model. The vector calculator 34 is capable of performing matrix calculations at high speed, and calculates the heat transfer coefficient to be output to the industrial computer 25 based on the data stored in the data storage 33, and vice versa. The result calculated based on the data from 25 is updated and stored in the data storage 33.

【0013】図5は、本発明装置の制御系のブロック図
である。入側温度センサー14と出側温度センサー16
は前記したように冷却装置12の入口側,出口側での鋼
板10の温度を測定する温度センサーであり、放射温度
計が用いられる。入側温度センサー14と出側温度セン
サー16との検出データ及び鋼板データ入力部35から
入力された鋼板の物理的要素並びに鋼板温度(巻取温度
)に関するデータは、熱伝達係数実績値演算部36及び
熱伝達係数学習部37に入力される。鋼板データ入力部
35は、冷却が行われる鋼板の鋼板成分と鋼板外形等の
物理的要素と鋼板温度(巻取温度)を入力するものであ
る。この入力はキーボードによって行われることもあり
、また、上位のコンピュータによって自動的に行われる
こともある。尚、鋼板データ入力部35は入力手段とし
て、熱伝達係数実績値演算部36は実績値演算手段とし
て、熱伝達係数学習部37は予測値演算手段及び更新手
段としてそれぞれ機能するものである。鋼板データ入力
部35は産業用計算機25に付属的に設けられるか、あ
るいはその本体内に設けられる。また、熱伝達係数学習
部37はベクトル演算装置30に設けられている。
FIG. 5 is a block diagram of the control system of the apparatus of the present invention. Inlet temperature sensor 14 and outlet temperature sensor 16
As described above, these are temperature sensors that measure the temperature of the steel plate 10 at the inlet and outlet sides of the cooling device 12, and radiation thermometers are used. The data detected by the inlet temperature sensor 14 and the outlet temperature sensor 16 and data regarding the physical elements of the steel plate and the steel plate temperature (coiling temperature) input from the steel plate data input unit 35 are sent to the heat transfer coefficient actual value calculation unit 36. and is input to the heat transfer coefficient learning section 37. The steel plate data input unit 35 is for inputting the steel plate components of the steel plate to be cooled, physical elements such as the steel plate outer shape, and the steel plate temperature (winding temperature). This input may be performed by a keyboard or automatically by a host computer. The steel plate data input section 35 functions as an input means, the heat transfer coefficient actual value calculation section 36 functions as an actual value calculation means, and the heat transfer coefficient learning section 37 functions as a predicted value calculation means and an updating means. The steel plate data input section 35 is provided either as an accessory to the industrial computer 25 or within its main body. Further, the heat transfer coefficient learning section 37 is provided in the vector calculation device 30.

【0014】熱伝達係数実績値演算部36では、入側温
度センサー14及び出側検出センサー16によって検出
した鋼板の入側,出側の温度及び鋼板データ入力部35
から入力された鋼板の成分,外形などの物理的要素並び
に鋼板温度に関するデータに基づいて、その鋼板の実際
の熱伝達係数を演算するものであり、この演算部は産業
用計算機25内に設けられている。熱伝達係数学習部3
7は、熱伝達係数実績値演算部36に入力される鋼板の
入側,出側の温度及び鋼板の物理的要素並びに鋼板温度
に関するデータに加えて、熱伝達係数実績値演算部36
によって演算された鋼板の実際の熱伝達係数及び後述す
る冷却時間演算部38によって演算された鋼板の冷却時
間を入力し、熱伝達係数の予測値が実測値と一致するよ
うな新たな熱伝達係数に関する連続的な関数値を演算す
る。そして、この演算された関数値は、記憶手段として
機能するデータ蓄積器33に更新記憶される。この関数
値は、具体的には、鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度(巻
取温度)のパラメーターによってニューラルネットワー
クモデルで表わされた連続的な関数値である。データ蓄
積器33は前記したようにベクトル演算装置30内に設
けられている。
The heat transfer coefficient actual value calculation unit 36 inputs the temperatures at the inlet and outlet sides of the steel plate detected by the inlet temperature sensor 14 and the outlet detection sensor 16, and the steel plate data input unit 35.
The actual heat transfer coefficient of the steel plate is calculated based on the data regarding the steel plate composition, external shape, and other physical elements as well as the steel plate temperature input from the industrial computer 25. ing. Heat transfer coefficient learning part 3
7 is a heat transfer coefficient actual value calculation unit 36 in addition to data regarding the inlet and exit temperatures of the steel plate, physical elements of the steel plate, and steel plate temperature that are input to the heat transfer coefficient actual value calculation unit 36.
Input the actual heat transfer coefficient of the steel plate calculated by and the cooling time of the steel plate calculated by the cooling time calculation unit 38 described later, and calculate a new heat transfer coefficient such that the predicted value of the heat transfer coefficient matches the actual value. Compute continuous function values for . The calculated function value is then updated and stored in the data storage device 33, which functions as a storage means. Specifically, this function value is a continuous function value expressed by a neural network model using parameters such as steel sheet composition, steel sheet outer shape, and steel sheet temperature (coiling temperature). The data accumulator 33 is provided within the vector calculation device 30 as described above.

【0015】冷却時間演算部38は、熱伝達係数学習部
37によって演算された熱伝達係数と入側温度センサー
14によって検出された鋼板10の入側温度とに基づい
て、その鋼板10の最適な冷却時間を演算し、その演算
結果を注水弁開閉制御部39及び鋼板搬送速度制御部4
0に出力する。注水弁開閉制御部39は、この演算結果
に基づいて各々の注水弁の開閉を制御し、鋼板搬送速度
制御部40は、この演算結果に基づいてモーター18の
回転速度を制御する。これによって、鋼板の冷却が適性
に行われることになる。また、この演算結果は熱伝達係
数学習部37にも入力され、熱伝達係数の学習演算の際
に参照される。尚、この冷却時間演算部38,注水弁開
閉制御部39及び鋼板搬送速度制御部40は、産業用計
算機25内に設けられている。
The cooling time calculation unit 38 calculates the optimum temperature for the steel plate 10 based on the heat transfer coefficient calculated by the heat transfer coefficient learning unit 37 and the inlet temperature of the steel plate 10 detected by the inlet temperature sensor 14. The cooling time is calculated and the calculation result is sent to the water injection valve opening/closing control section 39 and the steel plate conveyance speed control section 4.
Output to 0. The water injection valve opening/closing control section 39 controls the opening and closing of each water injection valve based on the result of this calculation, and the steel plate conveyance speed control section 40 controls the rotational speed of the motor 18 based on the result of this calculation. This allows the steel plate to be cooled appropriately. The result of this calculation is also input to the heat transfer coefficient learning section 37, and is referred to during the learning calculation of the heat transfer coefficient. The cooling time calculation section 38, the water injection valve opening/closing control section 39, and the steel plate conveyance speed control section 40 are provided within the industrial computer 25.

【0016】以上のように構成された鋼板の冷却制御装
置は、図7から図9に示すフローチャートに基づいて以
下に記すように熱伝達係数の演算及び学習を行なうこと
になる。図6は、本発明の鋼板の冷却制御方法を実施す
るバックプロパゲーション法ニューラルネットワークモ
デルの構造図、図7は、熱伝達係数の演算過程を示すメ
インフローチャート、図8は、メインフローチャートの
ステップ3の処理のサブルーチンフローチャート、図9
は、メインフローチャートのステップ6の処理のサブル
ーチンフローチャートである。尚、図6において、iは
入力層、jは第1中間層、lは第2中間層、kは出力層
、Wjiは入力層iと第1中間層jの結合係数行列、θ
j は第1中間層jの閾値ベクトル、Rljは第1中間
層jと第2中間層lの結合係数行列、φl は第2中間
層lの閾値ベクトル、Vklは第2中間層lと出力層k
の結合係数行列、rk は出力層kの閾値ベクトルであ
る。
The steel plate cooling control device configured as described above calculates and learns the heat transfer coefficient as described below based on the flowcharts shown in FIGS. 7 to 9. FIG. 6 is a structural diagram of a backpropagation neural network model that implements the steel plate cooling control method of the present invention, FIG. 7 is a main flowchart showing the heat transfer coefficient calculation process, and FIG. 8 is Step 3 of the main flowchart. FIG. 9 is a subroutine flowchart of the processing of
is a subroutine flowchart of the process of step 6 of the main flowchart. In FIG. 6, i is the input layer, j is the first hidden layer, l is the second hidden layer, k is the output layer, Wji is the coupling coefficient matrix of the input layer i and the first hidden layer j, and θ
j is the threshold vector of the first hidden layer j, Rlj is the coupling coefficient matrix of the first hidden layer j and the second hidden layer l, φl is the threshold vector of the second hidden layer l, and Vkl is the coupling coefficient matrix of the second hidden layer l and the output layer k
The coupling coefficient matrix of rk is the threshold vector of output layer k.

【0017】まず、冷却制御装置が起動すると、熱伝達
係数学習部37はデータ蓄積器33に記憶されている各
結合係数行列Wji,Rlj,Vkl及び閾値ベクトル
θj ,φl rk を入力する。尚、これらの結合係
数行列と閾値ベクトルの初期値は、以降のステップの処
理によって逐次最適なものに修正されるため、当初は任
意の値で良い。尚、この結合係数行列と閾値ベクトルは
、前記した熱伝達係数の連続的な関数値である(ステッ
プ1)。次に、熱伝達係数学習部37は、鋼板データ入
力部35によって入力される鋼板の物理的要素,すなわ
ち鋼板成分や鋼板外形、及び鋼板温度を入力する(以下
、これらのデータを総称して制御データと称する)。こ
の入力はキーボードなどによって任意に行われる場合と
、上位のコンピュータから送られてくるデータによって
自動的に行われる場合がある。尚前記した鋼板成分とは
、カーボン含有量、シリコン含有量、マンガン含有量で
あり、鋼板外形とは鋼板厚、鋼板温度とは冷却装置によ
る冷却後の温度(巻取温度)である。ここで入力された
これらのデータは図6の入力層iに入力されることにな
る(ステップ2)。次に、熱伝達係数学習部37は、以
上のステップにおいて入力した各データに基づいて熱伝
達係数の推定値,換言すれば予測値を算出する。つまり
、具体的には、図6の入力層iにこれらのデータを入力
して出力層kに出力される熱伝達係数の推定値を得るた
めの計算が行われることになる。尚、この一連の処理は
入力層から出力層への信号処理であるから以降は順方向
計算と称することにする。また、このステップにおける
具体的な処理過程は図8のサブルーチンフローチャート
に基づいて後に詳細に説明する(ステップ3)。
First, when the cooling control device is activated, the heat transfer coefficient learning section 37 inputs each coupling coefficient matrix Wji, Rlj, Vkl and threshold vectors θj, φl rk stored in the data storage 33. Note that the initial values of these coupling coefficient matrices and threshold vectors may be arbitrarily set at the beginning because they are successively modified to the optimum values through the processing of subsequent steps. Note that this coupling coefficient matrix and threshold vector are continuous function values of the heat transfer coefficient described above (step 1). Next, the heat transfer coefficient learning unit 37 inputs the physical elements of the steel plate input by the steel plate data input unit 35, that is, the steel plate composition, the steel plate outer shape, and the steel plate temperature (hereinafter, these data are collectively referred to as control). data). This input may be performed arbitrarily using a keyboard or the like, or automatically using data sent from a host computer. The steel sheet components mentioned above are carbon content, silicon content, and manganese content, the steel sheet outer shape is the steel sheet thickness, and the steel sheet temperature is the temperature after cooling by the cooling device (winding temperature). These data input here will be input to the input layer i in FIG. 6 (step 2). Next, the heat transfer coefficient learning unit 37 calculates an estimated value, in other words, a predicted value, of the heat transfer coefficient based on each data input in the above steps. Specifically, these data are input to the input layer i in FIG. 6, and calculations are performed to obtain the estimated value of the heat transfer coefficient to be output to the output layer k. Note that this series of processing is signal processing from the input layer to the output layer, and henceforth will be referred to as forward calculation. Further, the specific process in this step will be explained in detail later based on the subroutine flowchart of FIG. 8 (step 3).

【0018】そして、冷却時間演算部38は、ステップ
3において算出された熱伝達係数の予測値に基づいて冷
却すべき鋼板の冷却時間を演算し、その冷却時間を注水
弁開閉制御部39及び鋼板搬送速度制御部40に出力す
る。注水弁開閉制御部39はこの冷却時間に基づいて各
注水弁の開閉制御などを行ない、鋼板搬送速度制御部4
0はこの冷却時間に基づいて鋼板が最適搬送速度で搬送
されるようにモーター18の回転速度を制御する。これ
によって、鋼板は冷却装置12内を最適搬送速度で搬送
されつつ、最適な冷却条件の下での冷却が行われること
になる。尚、鋼板の搬送速度を常に一定にしておいて開
放する注水弁の数を可変して実質的な冷却長を変化させ
るようにしても所望の冷却条件が得られる(ステップ4
)。この冷却が行われた後の鋼板の温度は出側温度セン
サー16によって検出され、熱伝達係数実績値演算部3
6は、この検出された温度及び入側温度検出センサー1
4によって検出された温度、さらに鋼板データ入力部3
5からの入力データに基づいて、その鋼板の熱伝達係数
の実績値を演算する(ステップ5)。次に、熱伝達係数
学習部37は、ステップ2で入力した制御データに基づ
いて計算した熱伝達係数の予測値が、ステップ5におい
て演算されたその実績値と一致するように、ステップ1
において入力した結合行列及び閾値ベクトルの修正演算
を行なう。つまり入力層iに入力したデータに基づいて
熱伝達係数の演算を行なった場合に、出力層kからは熱
伝達係数の実績値に近い値が得られるように、各結合係
数行列Wji,Rlj,Vkl及び閾値ベクトルθj 
,φl ,rk のそれぞれを修正するための演算が行
われる。尚、この一連の処理は出力層から入力層への信
号処理であるから、以降は逆方向計算と称することにす
る。 また、このステップにおける具体的な処理過程は図9の
サブルーチンフローチャートに基づいて後に詳細に説明
する。このステップにおける演算がバックプロパゲーシ
ョン法による学習演算である(ステップ6)。熱伝達係
数学習部37がこの演算を行った後は、その演算結果が
データ蓄積器33に更新記憶されることになる。そして
、次回の鋼板冷却はこの更新されたデータに基づいて行
われる(ステップ7)。
The cooling time calculation unit 38 calculates the cooling time of the steel plate to be cooled based on the predicted value of the heat transfer coefficient calculated in step 3, and the cooling time calculation unit 38 calculates the cooling time of the steel plate to be cooled based on the predicted value of the heat transfer coefficient calculated in step 3. It is output to the conveyance speed control section 40. The water injection valve opening/closing control unit 39 controls the opening and closing of each water injection valve based on this cooling time, and controls the steel plate conveyance speed control unit 4.
0 controls the rotational speed of the motor 18 based on this cooling time so that the steel plate is transported at an optimal transport speed. As a result, the steel plate is transported within the cooling device 12 at an optimal transport speed and cooled under optimal cooling conditions. Note that the desired cooling conditions can also be obtained by keeping the conveyance speed of the steel plate constant and changing the actual cooling length by varying the number of water injection valves that are opened (step 4).
). The temperature of the steel plate after this cooling is detected by the outlet temperature sensor 16, and the heat transfer coefficient actual value calculation unit 3
6 is the detected temperature and the inlet temperature detection sensor 1
The temperature detected by 4, and the steel plate data input section 3
Based on the input data from step 5, the actual value of the heat transfer coefficient of the steel plate is calculated (step 5). Next, the heat transfer coefficient learning unit 37 performs step 1 so that the predicted value of the heat transfer coefficient calculated based on the control data input in step 2 matches the actual value calculated in step 5.
A correction operation is performed on the input coupling matrix and threshold vector. In other words, each coupling coefficient matrix Wji, Rlj, Vkl and threshold vector θj
, φl, and rk are performed. Note that since this series of processing is signal processing from the output layer to the input layer, it will be referred to as backward calculation from now on. Further, the specific processing process in this step will be explained in detail later based on the subroutine flowchart of FIG. The calculation in this step is a learning calculation using the backpropagation method (step 6). After the heat transfer coefficient learning unit 37 performs this calculation, the calculation result is updated and stored in the data storage unit 33. Then, the next steel plate cooling is performed based on this updated data (step 7).

【0019】次に、図8のサブルーチンフローチャート
に基づいてメインフローチャートのステップ3の処理を
さらに詳しく説明する。このステップは熱伝達係数の推
定値を算出するための順方向計算に関するものであり、
熱伝達係数学習部37によって行われる。まずメインフ
ローチャートのステップ2において入力した制御データ
を入力層iに入力できるような形態のベクトル値Iiに
設定する(ステップ10)。そして、入力層iから出力
される信号Iiは、第1中間層jに達するまでに入力層
iと第1中間層jとの結合関係を表わす結合係数行列W
jiによって変換された後に、中間層の閾値θj が加
えられる。すなわち、第1中間層jに達する信号Uj 
は次式で与えられる(ステップ11)。
Next, the processing in step 3 of the main flowchart will be explained in more detail based on the subroutine flowchart of FIG. This step concerns forward calculations to calculate the estimated heat transfer coefficient,
This is performed by the heat transfer coefficient learning section 37. First, the control data input in step 2 of the main flowchart is set to a vector value Ii in a form that can be input to the input layer i (step 10). Then, the signal Ii output from the input layer i has a coupling coefficient matrix W representing the coupling relationship between the input layer i and the first intermediate layer j before reaching the first intermediate layer j.
After being transformed by ji, the intermediate layer threshold θj is added. That is, the signal Uj reaching the first intermediate layer j
is given by the following equation (step 11).

【0020】[0020]

【数1】[Math 1]

【0021】次に、第1中間層j内部で入力した信号U
j を信号Hj に変換して出力する処理を行なう。こ
こでの変換とは、単調非減少関数fを用いて信号Uj 
を0から1までの値を有する信号Hj に規格化を行な
うことである。さらに詳しくは、信号Uj の値を0か
ら1の値に対応付けることであり、信号Hj はHj 
=f(Uj )の式によって求めることができる。そし
て、このHj の値は、0<Hj <1を満足する値で
ある。尚、本実施例においては、単調非減少関数fとし
ては次の式で表わせる関数を用いた。       f(x)=1/{1+exp (−x)}
              (ステップ12)。 次に、第1中間層jから出力される信号Hj は、第2
中間層lに達するまでに第1中間層jと第2中間層lと
の結合関係を表わす結合係数行列Rljによって変換さ
れた後に、第2中間層lの閾値φl が加えられる。す
なわち、第1中間層jに達する信号Uj は次式で与え
られる(ステップ13)。
Next, the signal U input inside the first intermediate layer j
Processing is performed to convert j to a signal Hj and output it. The conversion here means that the signal Uj is converted using a monotone non-decreasing function f.
is normalized to a signal Hj having a value from 0 to 1. More specifically, the value of the signal Uj is to be associated with a value between 0 and 1, and the signal Hj is Hj
=f(Uj). The value of Hj is a value that satisfies 0<Hj<1. In this embodiment, a function expressed by the following equation was used as the monotonically non-decreasing function f. f(x)=1/{1+exp (-x)}
(Step 12). Next, the signal Hj output from the first intermediate layer j is
After being transformed by a coupling coefficient matrix Rlj representing the coupling relationship between the first intermediate layer j and the second intermediate layer l before reaching the intermediate layer l, the threshold value φl of the second intermediate layer l is added. That is, the signal Uj reaching the first intermediate layer j is given by the following equation (step 13).

【0022】[0022]

【数2】[Math 2]

【0023】第2中間層lの内部に入力した信号tlを
信号Glに変換して出力する処理を行なう。ここでの変
換とは、単調非減少関数fを用いて信号tlを0から1
までの値を有する信号Glに規格化を行なうことである
。さらに詳しくは、信号tlの値を0から1の値に対応
付けることであり、信号Glは、Gl=f(tl)の式
によって求めることができる。そして、このGlの値は
0<Gl<1を満足する値である。尚、本実施例におい
ては単調非減少関数fとしてステップ12で用いた式と
同様の式を用いた(ステップ14)。さらに、第2中間
層lから出力される信号Glは、出力層kに達するまで
に、第2中間層lと出力層kとの結合係数を表す結合係
数行列Vklによって変換された後に、出力層kの閾値
rk が加えられる。すなわち、出力層kに達する信号
Skは次式で与えられる(ステップ15)。
Processing is performed to convert the signal tl input into the second intermediate layer l into a signal Gl and output it. The conversion here means converting the signal tl from 0 to 1 using a monotonically non-decreasing function f.
The purpose is to normalize the signal Gl having values up to . More specifically, the value of the signal tl is associated with a value between 0 and 1, and the signal Gl can be determined by the formula Gl=f(tl). The value of Gl satisfies 0<Gl<1. In this embodiment, an equation similar to that used in step 12 was used as the monotonically non-decreasing function f (step 14). Further, before reaching the output layer k, the signal Gl output from the second intermediate layer l is converted by a coupling coefficient matrix Vkl representing the coupling coefficient between the second intermediate layer l and the output layer k, and then A threshold rk of k is added. That is, the signal Sk reaching the output layer k is given by the following equation (step 15).

【0024】[0024]

【数3】[Math 3]

【0025】そして、出力層k内部で入力した信号Sk
 を信号Ok に変換して出力する処理を行なう。ここ
での変換とは、単調非減少関数fを用いて信号Sk を
0から1までの値を有する信号Ok に規格化を行なう
ことである。さらに詳しくは、信号Sk の値を0から
1の値に対応付けることであり、信号Ok は、Ok 
=f(Sk )の式によって求めることができる。そし
て、このOk の値は、0<Ok <1を満足する値で
ある。尚、この場合に使用する単調非減少関数fは、ス
テップ12における規格化のときに使用したものと同様
の関数を用いた(ステップ16)。最後に、出力層kに
達した信号Okを熱伝達係数の推定値として取り出し、
メインフローチャートのステップ4の処理に進む(ステ
ップ17)。
Then, the signal Sk input inside the output layer k
Processing is performed to convert and output the signal Ok. The conversion here means normalizing the signal Sk to a signal Ok having a value from 0 to 1 using a monotonically non-decreasing function f. More specifically, the value of the signal Sk is to be associated with a value from 0 to 1, and the signal Ok is
=f(Sk). The value of Ok is a value that satisfies 0<Ok<1. Note that the monotonically non-decreasing function f used in this case is the same function as that used in the normalization in step 12 (step 16). Finally, take out the signal Ok that has reached the output layer k as the estimated value of the heat transfer coefficient,
The process proceeds to step 4 of the main flowchart (step 17).

【0026】さらに、図9のサブルーチンフローチャー
トに基づいてメインフローチャートのステップ6の処理
をさらに詳しく説明する。このステップは結合係数行列
と閾値ベクトルを修正するための逆方向計算に関するも
のであり、熱伝達係数学習部37によって行われる。ま
ずメインフローチャートのステップ5で算出した熱伝達
係数の実績値を教師信号値Tk に設定する(ステップ
20)。そして、出力層kにおける熱伝達係数の実績値
Tk と前述した順方向計算によって算出される熱伝達
係数の推定値Ok の誤差δk をδk =Ok −T
k の式によって計算する(ステップ21)。次に、こ
の誤差δk が予め設定した許容範囲内であるか否かが
判断され、これが許容範囲内であればメインフローチャ
ートのステップ7に進み、許容範囲内でなければ次ステ
ップ以降の処理が行われ、逆方向計算が実行される(ス
テップ22)。このステップでは、誤差δk を極小化
するように、デルタルールによって第2中間層lと出力
層kとの結合関係を表わす結合係数行列Vklと、出力
層kの閾値ベクトルrk を修正する。ここで、デルタ
ルールによる修正とは、修正前の結合係数行列と閾値ベ
クトルをそれぞれVkl,rk とし、また修正後の結
合係数行列と閾値ベクトルをそれぞれVkl′,rk 
′とすると、次の式で表わされる。         Vkl′=Vkl+αδk Ok (
1−Ok )Gl         rk ′=rk 
+βδk Ok (1−Ok )      但し、α
,βは定数                    
                         
     (ステップ23)。
Further, the process of step 6 of the main flowchart will be explained in more detail based on the subroutine flowchart of FIG. This step relates to backward calculation for modifying the coupling coefficient matrix and the threshold vector, and is performed by the heat transfer coefficient learning unit 37. First, the actual value of the heat transfer coefficient calculated in step 5 of the main flowchart is set as the teacher signal value Tk (step 20). Then, the error δk between the actual value Tk of the heat transfer coefficient in the output layer k and the estimated value Ok of the heat transfer coefficient calculated by the forward calculation described above is calculated as δk = Ok - T
Calculate by the formula of k (step 21). Next, it is determined whether or not this error δk is within a preset tolerance range. If it is within the tolerance range, the process proceeds to step 7 of the main flowchart; if it is not within the tolerance range, processing from the next step onward is performed. Then, backward calculation is performed (step 22). In this step, the coupling coefficient matrix Vkl representing the coupling relationship between the second intermediate layer l and the output layer k and the threshold vector rk of the output layer k are modified using the delta rule so as to minimize the error δk. Here, modification by the delta rule means that the coupling coefficient matrix and threshold vector before modification are Vkl, rk, respectively, and the coupling coefficient matrix and threshold vector after modification are Vkl′, rk, respectively.
′, it is expressed by the following formula. Vkl′=Vkl+αδk Ok (
1-Ok)Gl rk'=rk
+βδk Ok (1-Ok) However, α
, β is a constant

(Step 23).

【0027】次に、第2中間層lにおける熱伝達係数の
実績値Tk と、順方向計算により算出される熱伝達係
数の推定値Ok の誤差εl を次式によって計算する
(ステップ24)。
Next, the error εl between the actual value Tk of the heat transfer coefficient in the second intermediate layer l and the estimated value Ok of the heat transfer coefficient calculated by forward calculation is calculated using the following equation (step 24).

【0028】[0028]

【数4】[Math 4]

【0029】誤差εl を極小化するように、デルタル
ールによって第1中間層jと第2中間層lとの結合関係
を表す結合係数行列Rljと、第2中間層lの閾値ベク
トルφl を修正する。ここで、デルタルールによる修
正とは、修正前の結合係数行列と閾値ベクトルをそれぞ
れRlj,φl とし、また、修正後の結合係数行列と
閾値ベクトルをそれぞれRlj′,φl ′とすると、
次の式で表わされる。         Rlj′=Rlj+αεl Gl (
1−Gl )Hj          φl  ′=φ
l +βεl Gl (1−Gl )      但し
、α,βは定数                  
                         
           (ステップ25)。 さらに、第1中間層jにおける熱伝達係数の実績値Tk
 と、順方法計算により算出される熱伝達係数の推定値
Ok の誤差σj を次式によって計算する(ステップ
26)。
In order to minimize the error εl, the coupling coefficient matrix Rlj representing the coupling relationship between the first intermediate layer j and the second intermediate layer l and the threshold vector φl of the second intermediate layer l are modified by the delta rule. . Here, modification by the delta rule means that the coupling coefficient matrix and threshold vector before modification are Rlj and φl, respectively, and the coupling coefficient matrix and threshold vector after modification are Rlj′ and φl′, respectively.
It is expressed by the following formula. Rlj′=Rlj+αεl Gl (
1-Gl ) Hj φl ′=φ
l +βεl Gl (1-Gl) However, α and β are constants

(Step 25). Furthermore, the actual value Tk of the heat transfer coefficient in the first intermediate layer j
Then, the error σj of the estimated value Ok of the heat transfer coefficient calculated by the forward method calculation is calculated using the following equation (step 26).

【0030】[0030]

【数5】[Math 5]

【0031】最後に、誤差σj を極小化するように、
デルタルールによって入力層iと第1中間層jとの結合
関係を表わす結合係数行列Wjiと、第1中間層jの閾
値ベクトルθj を修正する。ここで、デルタルールに
よる修正とは、修正前の結合係数行列と閾値ベクトルを
それぞれWji,θj とし、また修正後の結合係数行
列と閾値ベクトルをそれぞれWji′,θj ′とする
と、次の式で表わされる。         Wji′=Wji+ασj Hj (
1−Hj )Ii        θj ′=θj +
βσj Hj (1−Hj )      但し、α,
βは定数                     
                         
        (ステップ27)。 このようにして、ステップ23,ステップ25及びステ
ップ27の処理を行なって結合係数行列と閾値ベクトル
を修正した後、再度ステップ22に戻り、熱伝達係数の
実績値Tk と推定値Ok の誤差δk が許容範囲内
に収束するまで繰り返し行われることになる。以上の処
理によって、常に最適な関数値を有する熱伝達係数を保
有しておくことが可能となる。
Finally, in order to minimize the error σj,
The coupling coefficient matrix Wji representing the coupling relationship between the input layer i and the first intermediate layer j and the threshold vector θj of the first intermediate layer j are modified by the delta rule. Here, modification by the delta rule means that the coupling coefficient matrix and threshold vector before modification are Wji and θj, respectively, and the coupling coefficient matrix and threshold vector after modification are Wji′ and θj′, respectively. expressed. Wji′=Wji+ασj Hj (
1-Hj ) Ii θj ′=θj +
βσj Hj (1-Hj) However, α,
β is a constant

(Step 27). In this way, after performing steps 23, 25, and 27 to correct the coupling coefficient matrix and threshold vector, the process returns to step 22 and the error δk between the actual value Tk and estimated value Ok of the heat transfer coefficient is This will be repeated until it converges within the allowable range. Through the above processing, it is possible to always maintain a heat transfer coefficient having an optimal function value.

【0032】このようにして順方向計算及び逆方向計算
を行なって熱伝達係数を常に最適な値に更新させるよう
にすると、熱伝達係数の予測値は実績値に次第に近付く
ようになる。図10に示すグラフの横軸は熱伝達係数の
予測値であり、縦軸は熱伝達係数の実績値である。また
実線は推定誤差0の直線である。このグラフにおいて+
印で示される点は、鋼板を種別区分して熱伝達係数を離
散化したテーブル値として扱うようにした従来の方法に
よって求められた点であり、推定誤差の0の直線からは
それぞれ少しづつ離れた位置に存在し、またその存在も
離散的である。また、□印で示される点は、バックプロ
パゲーション法ニューラルネットワークモデルを用いて
学習させるようにしたに本発明の方法によって求められ
た点であり、推定誤差の0の直線から比較的接近した位
置に存在し、その存在は収束的である。したがって、本
発明を適用すれば熱伝達係数の予測精度が向上すること
が判る。
[0032] By performing forward and backward calculations in this way to constantly update the heat transfer coefficient to the optimum value, the predicted value of the heat transfer coefficient will gradually approach the actual value. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 10 is the predicted value of the heat transfer coefficient, and the vertical axis is the actual value of the heat transfer coefficient. Moreover, the solid line is a straight line with an estimation error of 0. In this graph +
The points indicated by marks are the points determined by the conventional method, which treats the heat transfer coefficient as a discretized table value by classifying the steel plate type, and each point gradually deviates from the straight line of 0 for the estimation error. They exist in different positions, and their existence is also discrete. In addition, the points marked with □ are the points obtained by the method of the present invention, which is trained using the backpropagation neural network model, and are located relatively close to the straight line of zero estimation error. exists, and its existence is convergent. Therefore, it can be seen that the prediction accuracy of the heat transfer coefficient is improved by applying the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
によれば、鋼板冷却の際の熱伝達係数の予測精度が向上
し、鋼板に対して最適な冷却が行なえることから、温度
不良を低減させることができ、冷却後の鋼板材質を安定
させることができる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, the accuracy of predicting the heat transfer coefficient during cooling of a steel plate is improved, and optimal cooling can be performed for the steel plate, thereby reducing temperature defects. The steel sheet material quality after cooling can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus of the present invention.

【図2】入側又は出側温度センサー14,16の設置部
分の概略構成図である。図1の側面図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a portion where inlet or outlet temperature sensors 14, 16 are installed. FIG. 2 is a side view of FIG. 1;

【図3】冷却装置12の内部構成図である。FIG. 3 is an internal configuration diagram of the cooling device 12.

【図4】ベクトル演算装置30の具体的な構成図である
FIG. 4 is a specific configuration diagram of the vector calculation device 30.

【図5】本発明装置の制御系のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a control system of the device of the present invention.

【図6】本発明の鋼板の冷却制御方法を実施するバック
プロパゲーション法ニューラルネットワークモデルの構
造図である。
FIG. 6 is a structural diagram of a backpropagation neural network model that implements the steel plate cooling control method of the present invention.

【図7】熱伝達係数の演算過程を示すメインフローチャ
ートである。
FIG. 7 is a main flowchart showing the process of calculating a heat transfer coefficient.

【図8】メインフローチャートのステップ3の処理のサ
ブルーチンフローチャートである。
FIG. 8 is a subroutine flowchart of the processing in step 3 of the main flowchart.

【図9】メインフローチャートのステップ6の処理のサ
ブルーチンフローチャートである。
FIG. 9 is a subroutine flowchart of the process of step 6 of the main flowchart.

【図10】熱伝達係数の予測値と実績値を本発明の方法
と従来の方法とで対比して示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a comparison of predicted values and actual values of heat transfer coefficients between the method of the present invention and the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  鋼板 12  冷却装置 14  入側温度センサー(入側温度検出手段)16 
 出側温度センサー(出側温度検出手段)18  モー
ター 25  産業用計算機 30  ベクトル演算装置 33  データ蓄積器(記憶手段) 35  鋼板データ入力部(入力手段)36  熱伝達
係数実績値演算部(実績値演算手段)37  熱伝達係
数学習部(予測値演算手段,更新手段)38  冷却時
間演算部 39  注水弁開閉制御部 40  鋼板搬送速度制御部
10 Steel plate 12 Cooling device 14 Inlet temperature sensor (inlet temperature detection means) 16
Outlet temperature sensor (outlet temperature detection means) 18 Motor 25 Industrial computer 30 Vector calculation device 33 Data accumulator (storage means) 35 Steel plate data input section (input means) 36 Heat transfer coefficient actual value calculation section (actual value calculation means) 37 Heat transfer coefficient learning section (predicted value calculation means, updating means) 38 Cooling time calculation section 39 Water injection valve opening/closing control section 40 Steel plate conveyance speed control section

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】冷却装置入口及びその出口において検出さ
れた鋼板の温度、並びに当該鋼板の成分,外形等の物理
的要素に基づいて前記鋼板の熱伝達係数の実績値を算出
し、当該実績値に基づいて次回の鋼板冷却の際の熱伝達
係数の予測値を算出し、当該予測値に基づいて前記鋼板
の冷却を制御するようにした鋼板の冷却制御方法におい
て、前記熱伝達係数を、当該検出された鋼板の温度及び
物理的要素に基づいてニューラルネットワークモデルに
より鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の連続的な関数値と
して表わし、当該関数値に基づいて鋼板の冷却を行なう
ようにしたことを特徴とする鋼板の冷却制御方法。
Claim 1: Calculating the actual value of the heat transfer coefficient of the steel plate based on the temperature of the steel plate detected at the inlet and outlet of the cooling device, and physical elements such as the composition and external shape of the steel plate, and calculating the actual value of the heat transfer coefficient of the steel plate. In the steel plate cooling control method, a predicted value of the heat transfer coefficient for the next steel plate cooling is calculated based on the calculated value, and cooling of the steel plate is controlled based on the predicted value. Based on the detected temperature and physical elements of the steel plate, a neural network model is used to represent the steel plate composition, steel plate outer shape, and steel plate temperature as continuous function values, and the steel plate is cooled based on the function values. Features of steel plate cooling control method.
【請求項2】ニューラルネットワークモデルにより鋼板
成分,鋼板外形,鋼板温度の連続的な関数値として表わ
されている標準的な熱伝達係数に基づいて鋼板の熱伝達
係数の予測値を算出し、冷却装置入口及びその出口にお
いて検出された鋼板の温度、並びに当該鋼板の成分,外
形等の物理的要素に基づいて前記鋼板の熱伝達係数の実
績値を算出し、前記予測値が当該実績値に近付くように
、学習機能を用いてニューラルネットワークモデルで表
わされた前記標準的な熱伝達係数の鋼板成分,鋼板外形
,鋼板温度の連続的な関数値を逐次学習更新し、当該更
新された連続的な関数値に基づいて次回の鋼板の冷却を
行なうようにしたことを特徴とする鋼板の冷却制御方法
[Claim 2] Calculating the predicted value of the heat transfer coefficient of the steel plate based on a standard heat transfer coefficient expressed as a continuous function value of steel plate components, steel plate outer shape, and steel plate temperature using a neural network model, Calculate the actual value of the heat transfer coefficient of the steel plate based on the temperature of the steel plate detected at the inlet and outlet of the cooling device, as well as physical elements such as the composition and external shape of the steel plate, and calculate the predicted value to the actual value. In order to get closer to 1. A method for controlling cooling of a steel plate, characterized in that the next cooling of the steel plate is performed based on a function value.
【請求項3】冷却装置入口における鋼板の温度を検出す
る入側温度検出手段と、当該冷却装置出口における鋼板
の温度を検出する出側温度検出手段と、冷却される鋼板
の成分,外形等の物理的要素を入力する入力手段と、ニ
ューラルネットワークモデルによって鋼板成分,鋼板外
形,鋼板温度の連続的な関数値として表わされている標
準的な熱伝達係数を記憶する記憶手段と、前記入力手段
から入力された鋼板の物理的要素及び前記記憶手段の標
準的な熱伝達係数に基づいて、熱伝達係数の予測値を演
算する予測値演算手段と、前記入側及び出側温度検出手
段によってそれぞれ検出された鋼板の温度並びに前記入
力手段から入力した当該鋼板の物理的要素に基づいて、
熱伝達係数の実績値を演算する実績値演算手段と、前記
予測演算手段によって演算された熱伝達係数の予測値が
前記実績値演算手段によって演算された熱伝達係数の実
績値に近付くように、前記記憶手段に記憶されているニ
ューラルネットワークモデルで表わされた標準的な熱伝
達係数の鋼板成分,鋼板外形,鋼板温度の新たな連続的
な関数値を演算して更新させる更新手段とを有すること
を特徴とする鋼板の冷却制御装置。
3. Inlet temperature detection means for detecting the temperature of the steel plate at the inlet of the cooling device; outlet temperature detection means for detecting the temperature of the steel plate at the outlet of the cooling device; an input means for inputting physical elements; a storage means for storing a standard heat transfer coefficient expressed by a neural network model as a continuous function value of steel sheet composition, steel sheet outer shape, and steel sheet temperature; and said input means. predicted value calculation means for calculating a predicted value of the heat transfer coefficient based on the physical elements of the steel plate inputted from the storage means and the standard heat transfer coefficient in the storage means; and the input side and outlet temperature detection means, respectively. Based on the detected temperature of the steel plate and the physical elements of the steel plate input from the input means,
actual value calculation means for calculating the actual value of the heat transfer coefficient, and a predicted value of the heat transfer coefficient calculated by the prediction calculation means to approach the actual value of the heat transfer coefficient calculated by the actual value calculation means, updating means for calculating and updating new continuous function values of steel plate composition, steel plate outer shape, and steel plate temperature of the standard heat transfer coefficient expressed by the neural network model stored in the storage means; A steel plate cooling control device characterized by:
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