JPH04313410A - 帯鋼のプロフィール自動認識制御装置 - Google Patents

帯鋼のプロフィール自動認識制御装置

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JPH04313410A
JPH04313410A JP3105167A JP10516791A JPH04313410A JP H04313410 A JPH04313410 A JP H04313410A JP 3105167 A JP3105167 A JP 3105167A JP 10516791 A JP10516791 A JP 10516791A JP H04313410 A JPH04313410 A JP H04313410A
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JP
Japan
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profile
data
rolled
rolling
recognition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3105167A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Asou
麻生 賀法
Taka Ito
伊藤 象
Kazuyuki Aihara
一幸 合原
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH04313410A publication Critical patent/JPH04313410A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば連続熱延工場で
圧延中の帯鋼(ホットコイル)の仕上クラウン精度(プ
ロフィール)を向上させることができる帯鋼のプロフィ
ール自動認識制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来圧延中の帯鋼の幅方向プロフィール
の制御としては、仕上圧延機で圧延される前に各ベンデ
ィング装置に初期設定を与えるベンダー設定があるが、
これらはかなり複雑を数式モデルで構成されている。ま
たプロフィールの認識としては、専用の高速計算機によ
る数値処理を用いた曲線近似で行われている。
【0003】これまでのクラウン認識制御の動向として
は、実績値を用いたフィードバック制御が用いられてお
り、例えば特開平1−40108号公報に開示された「
熱間圧延ラインにおける板クラウン制御方法」では、出
側温度制御により結果的にクラウン制御を行う方式が示
されている。また特開平1−228605号「連続熱間
圧延機での板クラウン制御方法」,特開平1−2669
09号「板材のクラウン・形状制御装置」では、厚み計
,形状計からの信号を取込む方式も示されている。
【0004】しかしながら上記の制御では、プロフィー
ル全体形状を認識する方式ではなく、部分的に数式的な
処理によりクラウン形状の悪化を検出するため、処理計
算機にかかる負担が非常に大きく、高度な能力を持った
計算機が必要であった。またモデル演算部分に関する詳
細な記述もみられない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来制御の方式では、帯鋼の全体的な幅方向クラウンを認
識することや、非線型モデルと考えられるプロフィール
の予測を、安価なシステムで高速に行うことには限界が
あり、どうしても高価な高速処理計算機が必要であった
【0006】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るために成されたものであり、ニューラルネットの非線
型性を用いて帯鋼のプロフィールを精度よく認識して、
過去の圧延実績データと次に圧延される圧延材の圧延条
件とともに、ニューラルネットの非線型結合でパターン
化することで、次に圧延される帯鋼のプロフィールを予
測してこれを圧延加工制御の初期設定に反映させ、帯鋼
の仕上クラウン精度を向上させることができる。
【0007】この時ニューラルネットでの認識手段とし
てネットワークの分割法や、2項分布重み付き移動平均
法,重心を用いたプロフィール波形矯正法(位置補正法
)を採用し、プロフィールの異常波形の認識率を大幅に
向上させた帯鋼のプロフィール自動認識制御装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、熱間仕上圧延機の出口に設置され、該圧延
機により圧延された帯鋼のプロフィール形状をX線を用
いて測定し、該プロフィール形状をプロフィール信号と
して出力するプロフィール測定手段と、前記測定手段で
得られたプロフィール信号をディジタル数値に変換する
とともに、データのブロック化,フィルタリング・波形
矯正を行うデータ加工手段と、人間の脳神経回路網の機
能を模擬したニューラルネットのうちの、各ニューロン
の入出力特性がシグモイド型で、入力層,中間層,出力
層の3層構造からなるパーセプトロン型ニューラルネッ
トで構成され、全プロフィール信号を入力層で入力する
ことによりそのプロフィールを認識する認識手段と、前
記認識手段が認識した前記プロフィールに応じた教師信
号を用いて誤差逆伝搬法で学習する学習手段と、既に圧
延された帯鋼の圧延実績データ,プロフィール認識結果
と、次に圧延される圧延材の圧延条件を示す圧延条件デ
ータとを記憶する記憶手段と、前記認識手段と記憶手段
のデータに基づいて、次に圧延する帯鋼のプロフィール
を予測する予測手段と、前記予測手段が予測した形状に
基づいて次に圧延する圧延材のベンダー設定の設定値を
設定するプリセット制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】上記のように構成された本発明の帯鋼プロフィ
ール自動認識制御装置は、以下のように作用する。
【0010】まずプロフィール測定手段は、熱間仕上圧
延機により圧延された帯鋼のプロフィールをX線厚み計
を圧延中の帯鋼の幅方向に走査させて測定し、専用のプ
ロセスコンピュータによりデータ収集する。
【0011】そのデータを基に、データ加工手段は後述
の認識手段での認識精度をよくすることを目的としてデ
ータの前処理(加工)を行う。具体的には、データのフ
ィルタリング処理,位置補正処理,及び幅方向分割処理
である。
【0012】この結果を、認識手段では加工後のプロフ
ィールデータを入力層に入力することで、プロフィール
測定手段が測定した帯鋼のプロフィールを認識する。具
体的には、認識手段は帯鋼の幅方向におけるプロフィー
ル悪化であるハイスポット(左右),エッジスポット(
左右),エッジドロップ(左右),中凸,中凹みと正常
の9種類である。
【0013】これらはそれぞれの教師信号を用いて、誤
差逆伝搬法による学習手段によって学習される。そして
認識手段は、認識した帯鋼のプロフィールを予測手段に
出力する。予測精度を向上させるには、悪化状況を程度
により複数に分割する方式も効果的である。
【0014】一方予測手段では、記憶手段に記憶されて
いる過去数本分の圧延実績データ,プロフィール認識結
果,及び圧延条件データと認識手段が認識した結果に基
づいて、次に圧延される帯鋼の形状を予測する。そして
予測手段は、予測した帯鋼のプロフィールをもとにプリ
セット制御手段に設定値を出力する。
【0015】プリセット制御手段は、予測手段が予測し
たプロフィールに基づいて次に圧延する圧延材のベンダ
ー設定の設定値を設定する。
【0016】このように帯鋼のプロフィールを高精度に
自動認識し、その形状が悪化した場合にはこれを改善す
る方向に次の圧延材のプリセット制御にフィードバック
する事が可能となる。
【0017】
【実施例】以下に本発明の帯鋼プロフィール自動認識制
御装置を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0018】図1は本発明の帯鋼プロフィール自動認識
制御装置のシステム構成図であり、図2は図1に示すニ
ューロ計算機の制御システム図である。また図3(a)
〜(f)は圧延された帯鋼の幅方向のプロフィール(ク
ラウン)の説明図であり、図(a)が正常なケース、図
(b)〜(f)が異常なケースである。さらに図4〜図
6は、このプロフィールデータをニューラルネットの入
力層へ入力させる前のデータ加工処理概要を説明した図
であり、図4はニューラルネットを3分割してそれぞれ
のネットワーク(左端、中央、右端)の出力を合成し、
最終的なプロフィール認識結果を得る方法を示したネッ
トワーク分割部処理概要図であり、図5は図4の中のデ
ータ処理の部分で行っているフィルター処理を示し、図
6は重心を用いた位置補正処理を示す図面である。
【0019】本発明の帯鋼プロフィール自動認識制御装
置には、図1に示すように従来と同様に構成された熱間
仕上圧延機Mで圧延加工中の帯鋼Sのプロフィールを検
出する前記プロフィール測定手段としてのX線厚み計1
、及びプロフィールデータ収集装置2が備えられている
。X線厚み計1は圧延中の帯鋼を幅方向に走査して、そ
の厚みを測定しアナログ信号でプロフィールデータ収集
装置2に出力する。
【0020】プロフィールデータ収集装置2は、X線厚
み計1からのアナログ信号を一定時間周期にスキャン収
集して取込み、ニューロ計算機3に出力するようになっ
ている。つまりプロフィールデータ収集装置2は、X線
厚み計1からの信号をディジタル化するものである。
【0021】ニューロ計算機3はプロフィールデータ収
集装置2からプロフィールデータを受信するもので、い
わゆるパーセプトロン型ニューラルネットで構成されて
おり、入力したプロフィールデータに基づいて帯鋼のプ
ロフィールを認識し、いわゆる前記図3のハイスポット
(左右),中凸,中凹み,エッジスポット(左右),エ
ッジドロップ(左右)の発生を判断するようになってい
る。そしてニューロ計算機3は、それら波形の異常が発
生があった場合には、モニター13にその旨の表示を行
ない、オペレータに帯鋼Sが異常であることを認識させ
るガイダンスを行うようになっている。
【0022】またニューロ計算機3は、認識した帯鋼S
のプロフィールを出力ニューロンの発火程度を定量化し
て制御用計算機11に伝送回線14で送信し、次に圧延
される帯鋼へのフィードバック情報とする。
【0023】制御用計算機11は、ニューロ計算機3よ
り受信したプロフィール認識結果に過去数本のプロフィ
ール認識結果を加えてプロフィールの傾向を推測し、さ
らに次に圧延する帯鋼の圧延条件データを加味して次に
圧延される帯鋼のプロフィールを予測し、この異常が発
生しないようにベンダー設定の設定値に補正項として加
え、プリセット制御する。
【0024】次にこのような制御を行うニューロ計算機
3の内部処理について、図2に基づいて説明する。
【0025】図中で示すように、このニューロ計算機3
内にはプロフィールデータ収集装置2から受信したプロ
フィールデータを入力する特徴計算部4が備えられてい
る。この特徴計算部4は、入力したプロフィールデータ
のフィルタリング処理、位置補正処理を行い、認識精度
を向上させている。具体的には、フィルタリング処理で
は幅・厚み方向の正規化を行った後に、ノイズの多い原
波形に対して、図5に示すような2項分布重み付き移動
平均フィルターをかけて異常波形を崩さないようにノイ
ズの除去を行う。また、位置補正処理では、図6に示す
ようなデータの重心を用いて中心位置を矯正する処理を
行う。この結果はネットワーク分割部5に入力される。
【0026】ネットワーク分割部5では、上記特徴量計
算部4で計算されたテータを図4(左側)に示すように
、左端,中央,右端の3部分にデータを分割する。この
時境界部分での波形が不明確になることを防ぐため、境
界部分でのデータはラップさせて分割する。分割された
データは、プロフィール認識手段となる左端ネットワー
ク6,中央ネットワーク7,右端ネットワーク8へ出力
されるようになっている。
【0027】これら3種類のネットワーク6,7,8は
、いわゆるパーセプトロン型ニューラルネットであり、
各ニューロンの入出力特性がシグモイド型で、入力層,
中間層,出力層の3層構造となっている。これに入力さ
れるプロフィールデータとしては、前述の図3(a)に
示す正常,(b)に示すハイスポット,(c)に示す中
凹み,(d)に示す中凸,(e)に示すエッジスポット
,(f)に示すエッジドロップの最低6種類である。た
だし(b),(e),(f)では左右における状態があ
る。この3ネットワークの出力は、最終的にプロフィー
ル波形を認識する特徴量合成部9に入力される。
【0028】特徴量合成部9では、前述の3ネットワー
クの結果を入力し、それぞれの特徴を合成し最終的なプ
ロフィール波形の決定を行い、制御用計算機11に出力
しプリセット制御を行う情報に使用される。
【0029】以下に、各々のニューラルネット6,7,
8について説明する。
【0030】各々のニューラルネット6、7、8は、教
師信号とネットワーク出力との誤差を最小化するように
、各ニューロンの結合係数を修正していく方式である誤
差逆伝搬法(バックプロパゲーションモデル)を採用し
、かつ構成は3層構造としてある。具体的をニューロン
の入出力特性は、次数1で示すシグモイド型である(た
だしΘはしきい値)。
【0031】
【数1】
【0032】次にこの誤差逆伝搬法のアルゴリズムにつ
いて述べる。
【0033】■  入力層にある信号が入ってくると、
ニューラルネットのダイナミックスに従って入力層から
出力層に向かう信号伝送課程にともなう各ニューロンの
状態変化を順次計算する。
【0034】■  ■の計算結果から得られる出力層i
番目のニューロンの出力Oiに対応する教師信号をTi
とすると、学習は出力Oiと教師信号との2乗誤差Eは
下記数2となる。
【0035】
【数2】 ただしNo:出力層のニューロン数
【0036】この数2のEを極小化するようにネットワ
ークの結合係数を修正する。この時学習の方向は、信号
の伝搬とは逆に出力層から入力層へと向かって進行する
。そして教師信号としてはネットワーク単位以下とし、
それぞれに対応するニューロンを発火させることでその
状態であることを示す。
【0037】左端ネットワーク:ハイスポット(左),
エッジスポット(左),エッジドロップ(左),正常中
央ネットワーク:中凹み,中凸,ハイスポット(左右)
,正常 右端ネットワーク:ハイスポット(右),エッジスポッ
ト(右),エッジドロップ(右),正常
【0038】な
お当然のことではあるが、各ネットワークの出力層には
上記に対応するニューロンが配置されている。
【0039】このように前記の3種類のネットワーク6
,7,8によって認識した帯鋼Sのプロフィールと、過
去数本のプロフィール認識結果を加えてプロフィールの
傾向を推測し、さらに次に圧延する帯鋼の圧延条件デー
タを加味して、次に圧延される帯鋼のプロフィールの傾
向を予測し、これを圧延加工制御の初期設定に反映させ
ることが可能となる。
【0040】しかも上記のように誤差逆伝搬法ニューラ
ルネットを採用することで、非線型な判別関数の実現と
予測誤差の最小化が達成され、高精度な制御が可能とな
るので、帯鋼S全般にわたり常に良好な形状が得られる
ようになる。
【0041】なおこの発明は、公知の帯鋼形状自動認識
制御装置と併用して用いると、帯鋼の長手方向と幅方向
の両面から高精度な認識制御が可能となる。
【0042】
【発明の効果】本発明のプロフィール自動認識制御装置
にあっては、認識手段が認識した帯鋼のプロフィール結
果と、記憶手段がもつ過去数本のプロフィール認識結果
と、次に圧延される帯鋼の圧延条件データに基づいて、
次に圧延される帯鋼のプロフィールを予測することで圧
延加工制御の初期設定に反映させることが可能となる。
【0043】しかもデータ加工手段で行ったネットワー
クの分割や、2項分布重み付き移動平均フィルター,重
心を用いた位置補正法等の有効なデータ加工処理により
、飛躍的な認識率の向上を実現した。
【0044】さらに上記のように誤差逆伝搬法ニューラ
ルネットを採用することで、非線型な判別関数の実現と
予測誤差の最小化が達成され、高精度な制御が可能とな
るので、帯鋼全般にわたり常に良好な形状が得られるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の帯鋼プロフィール自動認識制御装置の
システム構成図である。
【図2】図1に示すニューロン計算機の制御システム図
である。
【図3】圧延時のプロフィール波形の例を示す図面であ
る。
【図4】ネットワーク分割処理の概要図である。
【図5】2項分布重みを用いたフィルター処理を示す図
面である。
【図6】重心を用いた位置補正処理を示す図面である。
【符号の説明】
S    帯鋼 1    X線厚み計 2    プロフィールデータ収集装置3    ニュ
ーロ計算機 4    特徴量計算部 5    ネットワーク分割部 6    左端ネットワーク 7    中央ネットワーク 8    右端ネットワーク 9    特徴量合成部 10  外部インターフェース 11  制御用計算機 12  制御用コントローラ 13  モニター 14  伝送回線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  熱間仕上圧延機の出口に設置され、該
    圧延機により圧延された帯鋼のプロフィール形状をX線
    を用いて測定し、該プロフィール形状をプロフィール信
    号として出力するプロフィール測定手段と、前記測定手
    段で得られたプロフィール信号をディジタル数値に変換
    するとともに、データのブロック化,フィルタリング・
    波形矯正を行うデータ加工手段と、人間の脳神経回路網
    の機能を模擬したニューラルネットのうちの、各ニュー
    ロンの入出力特性がシグモイド型で、入力層,中間層,
    出力層の3層構造からなるパーセプトロン型ニューラル
    ネットで構成され、全プロフィール信号を入力層で入力
    することによりそのプロフィールを認識する認識手段と
    、前記認識手段が認識した前記プロフィールに応じた教
    師信号を用いて誤差逆伝搬法で学習する学習手段と、既
    に圧延された帯鋼の圧延実績データ,プロフィール認識
    結果と、次に圧延される圧延材の圧延条件を示す圧延条
    件データとを記憶する記憶手段と、前記認識手段と記憶
    手段のデータに基づいて、次に圧延する帯鋼のプロフィ
    ールを予測する予測手段と、前記予測手段が予測した形
    状に基づいて次に圧延する圧延材のベンダー設定の設定
    値を設定するプリセット制御手段とを備えたことを特徴
    とする帯鋼のプロフィール自動認識制御装置。
JP3105167A 1991-04-11 1991-04-11 帯鋼のプロフィール自動認識制御装置 Withdrawn JPH04313410A (ja)

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JP3105167A JPH04313410A (ja) 1991-04-11 1991-04-11 帯鋼のプロフィール自動認識制御装置

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ID=14400131

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JP (1) JPH04313410A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995034388A1 (en) * 1994-06-13 1995-12-21 Davy Mckee (Poole) Limited Strip profile control
CN100425361C (zh) * 2006-11-22 2008-10-15 苏州有色金属加工研究院 X射线凸度测量仪

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995034388A1 (en) * 1994-06-13 1995-12-21 Davy Mckee (Poole) Limited Strip profile control
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Effective date: 19980711