JPS63307223A - 連続焼鈍炉の板温制御における速度変更方法 - 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、連続焼鈍炉における板温制御方法に関する。

〔従来の技術〕

ストリップの連続焼鈍炉では加熱装置として連続加熱炉
が用いられ、そしてストリップの品質の面から特有の熱
サイクルが定められている。かかる連続焼鈍炉では連続
加熱炉出側の目標板温に対する板温偏差は、品質上重要
な影響を及ぼす。このため炉の出口に板温計を設けこの
信号をフィードバックして連続加熱炉の炉温、燃料流量
あるいはストリップの通板速度を操作し、板温を目標温
度にしようとする板温制御装置を備えている。操作量と
して炉温を選んだ場合は、炉温か操作量（炉温設定値）
と一致するように燃料流量が変化するため、間接的に燃
料流量を操作することに等しい。

操作量として炉温あるいは燃料流量を選んだ場合は、通
板速度を選んだ場合より制御系の応答速度が遅い。これ
は例えばラジアントチューブ炉などの間接加熱炉では、
燃料流量を変更してから炉温か変化するまでに大きな時
間遅れがあるためである。このため、応答速度を速くす
るためには通板速度を操作量とする方が有効であり、こ
のような方式の板温制御方法の例としては、特公昭６０
−２８８８６号公報に記載の方法がある。この方法は、
連続加熱炉の炉出口板温を検出し、該検出値と目標板温
基準値との偏差をなくすように通板速度を変更すること
により炉出口板温を一定とする連続加熱炉の板温制御方
法において、通板速度。

炉温、炉入口板温、およびス１−リップ板厚を検出し、
これらの検出値に基づき通板速度を変更した場合の炉出
口板温変化を推定し、該推定炉出口板温変化量および時
間と通板速度変更量により板温制御パラメータを定めて
板温を制御することを特徴とする連続加熱炉における板
温制御方法である。

また特開昭６１−１９００２６号公報には、炉出口板温
と燃料流量、炉温、板厚、板幅９通板速度との関係を動
的に表現する可変未知パラメータを含む板温制御モデル
を予め設定し、板厚、板幅あるいは炉出口温度基準の変
更（セット替）に対して、セント替前後の板温推移が最
適となるような目標板温推移軌道と、通板速度変更量お
よび速度変更開始の最適タイミングを前もって求め、こ
うして求めた目標板温推移軌道に実際の板温が一致する
ように、推移中（セット替中）も燃料流量設定値（操作
量）を時々刻々計算・出力する方法が記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記従来法の中で前者の方法は、板温を目標に
一致させるために通板速度を変更する方法であるが、定
常状！３（速度変更や七ソト替後の過渡的な板温変化が
終了した状態）でのみ成立する板温制御モデルを用いて
おり、過渡状態においても成立する動的な板温制御モデ
ルを用いていない。また板温か目標からずれた場合に、
炉温あるいは燃料流量は変更されず通板速度が変更され
るため、通板速度をある目標に保つことは困難である。

このため板温を許容範囲内に保ちながら速度をできるだ
け速やかに、生産性に対する要求（生産性をあるレベル
に保持すること、あるいは生産性の最大化）を満たす目
標速度に一致させるような速度変更を行なうことや、こ
の速度をその後保持することはできない。

また後者の方法においては、通板速度に関しては、セッ
ト替の後のストリップに対する速度設定値が、板温制御
モデルによりセン１−替の前にプリセット計算され、そ
してその速度設定値への速度変更は、原則としてセント
待時に１回だけ行ない、それ以外ではストリップの通板
速度は一定としている。

従ってセント替以外の期間において、板温制御の操作量
は燃料流量のみである。しかしながらこのような方法で
は、次の２つの問題が生じる。まず第一にセット替以外
の期間において、観測不能な外乱等何らかの原因により
板温制御誤差が生した場合、燃料流量の調整により誤差
を解消するのであるが、炉全体の熱容量が炉内のストリ
ップの熱容量よりはるかに大きい（１０倍以上）ために
、制御誤差を解消するにはかなりの時間（誤差２０℃の
解消に７〜１２分）を要し、誤差が大きい程時間も長く
かかる。第２の問題は、生産性を最大とする操業を自動
的に行なうことが困難なことである。なぜならば、速度
設定計算に用いる板温制御モデルは観測・予測不可能な
何らかの要因による誤差を必ず伴うため、セット替後の
設定速度を、セット替後の生産性を最大にする速度（こ
こでいう最大速度とは、炉温か設備上許容される上限値
のとき、炉出口板温を目標板温に一致させるような速度
）よりも、少なくともモデルの誤差のばらつきの分だけ
小さくして、板温不足の可能性を小さくする必要があり
、またこの設定速度が実際のモデル誤差の如何にかかわ
らずそのまま保持されるためである。

本発明は連続焼鈍炉の板温制御における上述の如き従来
技術に鑑み、通板速度をセント待時に１回だけ変更する
のではなく、セット替後においてもＦｊ、ＩＭ、Ｐ温な
どの実績値のフィードバックによって所定の周期で通板
速度を変更し、これによって板温制御誤差を速やかに解
消するとともに、操業モードの選択に応じて、生産性の
保持または生産性の最大化を可能とする通板速度の変更
方法を提供することを目的とする。

〔問題点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方法は、連続焼鈍炉の
加熱炉出口の板温と炉温、燃料流量、板厚、板幅５通板
速度との関係を動的に表現する板温制御モデルを予め設
定し、操業中に前記板温制御モデルにより通板速度と燃
料流量とを制御する連続焼鈍炉における板温制御方法に
おいて、所定の制御周期毎に炉温、燃料流量、板厚、板
幅２通板速度および板温の実績値を用いて前記板温制御
モデルにより現時点以降の板温制御誤差を予測算出し、
この予測誤差が許容範囲を超える場合は許容範囲内とな
る速度変更量を前記板温制御モデルを用い算出して速度
設定値を修正し、前記算出した予測誤差が許容範囲内に
ある場合は、炉の操業モードとして生産性保持モードが
選択されているときは、被処理材（ストリップ）の寸法
および目標板温によって定まる通板速度をもとにして速
度設定値を修正し、炉の操業モードとして生産性最大モ
ードが選択されているときは、炉温、燃料流量、板厚、
板幅１通板速度および板温の実績値を用いて前記板温制
御モデルにより炉温か設備上許容される上限値のときに
炉出口板温を目標板温に一致させる速度としての最大速
度を算出し、該算出した最大速度をもとにして速度設定
値を修正し、かつ前記おのおのの速度設定値の修正に応
じて燃料流量を修正することを特徴とする連続焼鈍炉に
おける板温制御方法である。

〔作用〕

以下本発明の詳細な説明する。

本発明における通板速度の変更は、板温制御誤差（実測
板温と目標板温との差）を速やかに解消するとともに、
連続焼鈍ラインの要求される操業モードに応じて生産性
の保持（操業モードとして生産性保持モードが選択され
ている場合、通板速度を最大速度（炉温か設備上許容さ
れる上限値のとき、炉出口板温を目標板温に一致さ七る
ような速度）のα倍（０＜α〈１．αば適当な定数とす
る）もしくは生産性の最大化（通板速度を前記最大速度
とする）をはかることを目的とし、次のような考え方に
基づいて所定の周期毎に速度変更量を算出し、得られた
変更量に現在の速度を加えて修正速度設定値とする。

ａ）ｔ＆温制御誤差解消のための速度変更操業中に所定
の制御周期毎に、現時点までの炉温。

燃料流量、板厚、板幅２通板速度および板温の実績値を
用いて、板温制御モデルから現時点以降の板温制御誤差
を予測算出する。この予測誤差が予め定めた許容範囲を
超える場合は、許容範囲内となるような速度変更量を後
述する板温制御モデルから求めて速度変更を行なう。こ
の速度変更により板温制御誤差は、燃料流量のみを変更
する場合よりも格段に速やかに解消され、また動的な板
温制御モデルを用いるため精度は高い。

一方予測誤差が許容範囲内にある場合は、炉の操業モー
ドの選択に応じて生産性の保持もしくは生産性の最大化
のための速度変更を行なう。

ｂ）生産性保持のための速度変更 生産性保持モードが選択されている場合の目標速度は、
前記した生産性を最大とする速度Ｖｍａに（ストリップ
の板厚、板幅、目標板温により異なる）のα倍（０〈α
〈１．αは定数）としてストリップ毎に通板前に定めら
れる。この場合の必要な速度変更量ΔＶはΔＶ−α・Ｖ
ｍａｘ−Ｖ（Ｖは現在速度）である。速度変更後は、そ
の速度で板温か目標値に一致するように燃料流量設定値
の修正が行なわれ、最終的に板温は目標値にほぼ一致す
るが、燃料流量の変更による板温の変化は、速度変更に
よる板温の変化よりも格段に遅いために、速度変更量に
よっては速度変更直後に坂温か一時的に所定の目標範囲
をはずれることがあり得る。

このような速度変更時の板温の目標はずれを防くために
、Ｆｊ、温制御モデルを用いて速度変更後の板温を予測
算出して、速度変更後に板温か目標範囲をはずれないよ
うに、速度変更直後■の値を制限する。

Ｃ）生産性最大化のための速度変更 生産性最大モードが選択されている場合は、前記生産性
を最大とする速度を、当該ストリップ通板中における直
近の板温、炉温等の実測値を用いて一定周期毎に板温制
御モデルにより算出する。この実績値を用いて算出した
最大速度Ｖｍａχ２　の方が、ストリップ通板前に算出
した最大速度Ｖｍａによりも精度が高いので、本発明に
おいては実績値を用いて算出した最大速度Ｖｍａに２（
算出法は後述）を基準とし、生産性最大モードが選択さ
れているときの必要な速度変更量ΔＶばΔＶ＝Ｖｍａｘ
２　−Ｖ　（Ｖは現在速度）として求める。

ただし前記ｂ）の場合と同様に、速度変更時の板温の目
標はずれを防ぐために速度変更量ΔＶの値は制限される
。上記の速度変更の手順をフローチャートで表わすと第
２図のようになる。

速度変更後の燃料流量設定値の修正は、現時点までの炉
温、燃料流量、板厚、板幅１通板速度および板温の実績
値との現時点以降の目標板温、板厚、板幅および通板速
度の変更量（修正量）に応じて板温制御モデルから現時
点以降の燃料流量を算出して行なう。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の好ましい実施例につき説明
する。第１図は本発明の実施例における制御系の構成を
示す図である。

同図に示す信号線のうち実線はデータの流れ、点線は検
出パルスまたは起動信号を示す。尚、本発明は実際はプ
ロセスコンピュータを用いて制御されるものであり第１
図はその内部を機能的に解り易く示すものである。冷間
圧延されたストリッブ１００は、加熱炉（加熱帯）１０
２を通過中はハースロール１０４により上下方向に多数
回往復し、その間にヒーター１０６により加熱される。

加熱帯１０２を出たストリップ１００は後続の均熱帯（
図示せず）に送られる。

ヒータ１０６は一般にはラジアントチューブ１０８によ
り構成され、これらラジアントチューブ１０８からの放
射熱によりストリップ１００を加熱する。ラジアントチ
ューブ１０８の熱源としては例えばコークス炉ガス（Ｃ
ＯＧ）が利用され、従ってその流量ＦＬを操作すること
により板温を制御することができる。

ヒータ１０６への燃料流量ＦＬは公知の燃料流量検出器
１３により検出され、燃料流量制御器１０により制御さ
れる。

また通板速度■は公知の速度検出器１１により検出され
、速度制御器５により制御される。速度制御器５は実際
的には例えばストリップ１００の駆動ローラ１１０の駆
動モータ１１２の回転数を制御する。

これらの制御器５，１ｏにおいては、例えば比例積分微
分（Ｐ　Ｉ　Ｄ）制御のような、一般的に使用されてい
る制御方式が用いられる。

本発明の制御の要点は、速度制御器５への設定値をどの
様に定めるかということにある。

まずストリップトランキング装置６は加熱炉１０２の入
口及び出口に配設したセット要点検出器１９からの検出
パルスＰＩ、Ｐ２、速度検出器１１により検出した通板
速度Ｖ、及びストリップ長（ストリップの１０フトの長
さ、即ち先行のセット要点から後続の七ソト要点までの
長さ）Ｌ＋に基づいて、加熱炉１０２出口から次の七ソ
ト要点までのストリップ長（セット要点位置）Ｚを常時
求めて後述のセット要点位置比較器４、パラメータ推定
器９並びに板温追従制御器８に出力すると共に、セット
要点の加熱炉出口通過のタイミングに応じてストリップ
仕様設定器１に起動信号Ｐ３を出力する。

ストリップ仕様設定器１は、ストリップトラッキング装
置６からの信号Ｐ３により起動され、ストリップの既定
の通板スケジュールに基づいて、ストリップ仕様（板厚
ＴＨＩ、ＴＨ２ｉ板幅ＷＤｌ。

Ｗ　Ｄ　２　；ストリップ全長Ｌｌ、Ｌ２；加熱炉出ロ
目標板温ＴＳ。、、　Ｔ”５ｏ２）を出力すると共に炉
入口側のセット替点検出器１９がセット付点を検出した
時に後述の目標通板速度設定器２に起動信号Ｐ４を出力
する。ここでストリップ仕様中の添字１は、加熱炉出口
通過中のストリップに関する値であり、添字２は後続の
セット替後のストリップに関する値である。

目標通板速度設定器２は、ストリップ仕様設定器１から
の信号Ｐ４で起動され、板温制御モデルを用いて次のセ
ット替後のストリップ仕様（ＴＨＥ。

ＷＤ　２．Ｌ　２．ＴＳＯ２）に基づき当該ストリップ
（後続ストリップ）に対する目標速度Ｖ。２を計算し出
力すると共に、速度変更位置設定器３に起動信号Ｐ５を
出力する。目標速度Ｖ。２は次のようにして算出する。

まず炉温か設備上許容される上限値ＴＦｍａｘである場
合に、炉出口板温が定常状態（速度変更やセット替後の
過渡的な板温変化が終了した状態）のもとて目標板温に
一致するような速度（最大速度）Ｖｍａｘを、定常状態
の板ａＴｓＳ（板温定常値）を表わす数式モデルを用い
て算出する。ここで板温定常値ＴＳＳは、例えば次式％
式％ ただしＴＦは炉温、ＴＳＩは炉入口板温、ＴＨは板厚、
Ｖは現在速度、ｆａ、ｆ＋、ｆ２は適当な定数を表わす
。

操業モードが生産性保持モードの場合は、前記最大速度
Ｖ　ｍａｘに一定比率αを掛けて■。２とし、この値が
セット替後のストリップに対する目標速度となる。

一方生産性最大モードの場合は、初期値としては最大速
度Ｖ　ｍａｘをそのまま目標速度とするが、以降は所定
の制御周期毎に直近の炉温、板温などの実績値を用いて
生産性を最大とする速度Ｖ　ｍａｘ２を算出し、これを
目標速度Ｖ。２とする。

速度変更位置設定器３は目標通板速度設定器２からの信
号Ｐ５で起動され、速度検出器１１からの通板速度Ｖ、
目標通板速度設定器２からのセット替後の目標速度■。

２、及びストリップ仕様設定器１からのセント替前後の
ストリップ仕様を入力して、通板速度を■（現在値）か
らＶ。２　（目標値）へ変更する最適タイミングを求め
る。尚、この変更タイミングは速度変更位置Ｌｖ、つま
り速度変更時におけるセット替点位置と加熱炉出口との
間のストリップ長として求められる。速度変更位置設定
器３は速度変更位置Ｌｖと共に、後述の板温軌道設定器
７に起動信号Ｐ６を出力する。

セット要点位置比鮫器４は、速度変更位置１．ｖと次の
セット付点までのストリップ長Ｚとを常時比較し、ＬＶ
とＺが等しくなる（Ｌ　ｖ　＝　Ｚ）タイミングで目標
速度Ｖ。２を速度制御器５への設定値Ｖｓｌ　　（Ｖｓ
ｌ　＝Ｖ６２）として出力する。

一方、板温軌道設定器７は、速度変更位置設定器３から
の起動信号Ｐ６により起動され、現在及びセット替前後
のストリップ仕様（ＴＨ＋　、　ＴＨ２ＷＤＩ、ＷＤ２
．　　Ｌ　＋、　　Ｌ２．ＴＳＯＩＩ　　ＴＳＯ２）　
　、通板速度Ｖ、目標速度■ｏ２、及び速度変更位置Ｌ
ｖとを入力して、板温制御モデルを用いて、現時点以降
の板温推移軌道（目標板温軌道）ＴＳｘを求めこれを出
力する。板温推移軌道ＴＳｘは、セット替の前後では板
温推移が最適となるような軌道であり、それ以外では目
標板温に等しい。板温追従制御Ｉ器８は板温をフィード
バンク制御するもので、所定の制御周期（サンプリング
周期）で起動され、セット替に対してはセント替前後の
ストリップ仕様、セット付点までのストリップ長Ｚ、通
板速度■、目標速度Ｖ。２、速度変更位置Ｌｖ、並びに
炉温検出器１２からの炉温実測値ＴＦ、燃料流量検出器
１３からの燃料流量実測値ＦＬ、炉出口での板温検出器
１４からの板温実測値ＴＳ、及び目標板温軌道ＴＳｘを
入力して、燃料流量設定値ＦＬｓを計算し、燃料流量制
御器１０に出力する。燃料流量制御器１０は例えば流量
制御弁でよい。

次にセット替後の通板速度の設定値ＶＳ２を後述する方
法により計算し、速度制御器５へ出力するとともに、前
記セント替に対する場合と同様の計算法により燃料流量
設定値ＦＬｓを計算し、燃料流量制御器１０へ出力する
。この燃料流量設定値ＦＬｓの計算の際、次のセット替
に伴う通板速度変更までの間の通板速度は、実際の通板
速度Ｖ。２ではなくて、生産性保持モードの場合は目標
速度■−α・Ｖ　ｍａｘを用い、生産性最大モードの場
合は目標速度■。２＝Ｖｍａｘ２　　を用いて計算する
。これは実際の速度が一時的に、板温制御誤差解消など
のために目標速度とは異なる値となっても、これにより
燃料流量設定値ＦＬｓが影響される（干渉を受ける）こ
とがないようにするためである。

次に速度制御器５は、前述の速度変更位置Ｌｖ＝２のタ
イミングでは、セント替点位置比較器４からの速度設定
値Ｖｓｌに、実際の速度が一致するように速度制御を行
なうが、その他のタイミングにおいては、板温追従制御
器８からの速度設定値Ｖｓ２に、実際の速度が一致する
ように速度制御を行なう。

速度設定値Ｖｓ２の計算は以下の手順により行なう。

ｄ）板温制御誤差解消のための速度設定値まず所定の制
御周期毎に、所定の時間Δ１＋だけ△ 将来の時点における板温制御誤差予測値ΔＴＳＶ）　　
ＴＳｏ（ｔ＋Δｔ　＋　）　　　　　−＝・（２１△ ここでｔは現在時刻、ＴＳ　（ｔ＋Δｔ＋、Ｖ）は現在
以降速度がＶ（現在速度）で一定で炉温。

板厚、板幅も一定と仮定したときの（ｔ＋Δ１＋）時点
における板温予測値（現在までの炉温、板厚。

板幅、速度、および板温の実績値を用いて、板温制御モ
デルにより計算される）、ＴＳｏは目標板温である。時
間Δｔ１の値は調整パラメータとして適宜に定める。た
だしストリップの加熱炉通過時間よりは長い時間とする
。Δｔ１が小さい程板温誤差の解消はより速やかになる
が、速度の変動が予め定めた許容範囲を超える場合は、
所定の時間Δｔ２（≧Δ１＋）だけ将来の時点において
板へ 温制御誤差予測値ＡＴＳ　（ｔ＋Δｔ２．Ｖ＋ΔＶ）が
許容範囲内となるような速度変更量ΔＶを、板温制御モ
デルを用いて算出する。この算出に際しか許容範囲内と
なる速度変更量Δ■を求める。時間Δｔ２の値は、時間
Δｔ１の値と同様な調整パラメータとして適宜な値に定
めるか、あるいは誤△ 差予測値ΔＴＳ　＜ｔ＋Δｔ１．■）の値に応じて△ （ΔＴＳが大きいときはΔｔ２も大きく）変化させる。

こうして求めた速度変更量ΔＶを現在速度Ｖに加算した
値を速度設定値Ｖｓ２として速度制御器５に設定する。

所定の制御周期毎に前記（２）式で算出した板温制御誤
差予測値ＡＴＳ　（ｔ＋Δｔ＋、Ｖ）が予め定めた許容
範囲内にある場合は、操業モードの選択に応じて生産性
の保持もしくは生産性の最大化のための速度設定値を求
める。

ｅ）生産性保持もしくは生産性最大化のための速度設定
値 生産性保持モードが選択されている場合に速度変更の必
要が生じるのは、オペレータの手動介入や操業モードの
切換、あるいは前記の板温制御誤差の解消などの理由に
より、実際の速度が目標速度Ｖ０２＝（ＶＳＩ）からず
れているときであり、このときの必要な速度変更量はΔ
Ｖ１−Ｖｓ１−■である。

一方生産性最大モードが選択されている場合の目標速度
は、炉温ＴＦが許容上限値Ｔ　Ｆ　ｍａｘに等しい定常
状態で、板温を目標値ＴＳｏに一致させる速度であり、
後述する板温制御モデルに誤差が存在しない場合は、目
標速度の値として目標通板速度設定器２で計算された■
。２　　（＝Ｖｍａｘ）を用いればよいのであるが、実
際には板温制御モデル式に誤差が存在するため、炉温、
板温等の実績値を用いて、板温制御モデルに従って生産
性を最大とする速度ｖｌＩｌａに２を計算する。この速
度Ｖ　ｍａｘ２は所定の制御周期毎に次式により計算さ
れる。

Ｖ　ｍａｘ２−Ｖ＋ΔＶ２　　　　　　　　　　・・・
・・・（３）ここでΔＶ２は必要な速度変更量であり、
次式で与えられる。

ΔＶ　２−（ａＶ／＆ＴＦ）　　・ΔＴ　Ｆ　＋△ ｉＶ／＆ＴＳＳ）　　・ＡＴＳ　（ｏｏ、　　Ｖ）・・
・・・・（４） 上記（４）式において（ａｖ７δＴＦ）は、板温定常値
ＴＳＳを表わす（１）式を速度Ｖに関して書き直したと
きの、炉温に関する速度の偏微分係数であり、（δ■／
δＴＳＳ）は板温定常値に関する速度の△ 偏微分係数である。また（５）式のＴＳ　（ｏｏ、　　
Ｖ）の値は、現在以降速度がＶで一定、炉温、板厚、坂
も板温制御モデルを用いて求められる。

従って（４）式の右辺第１項は、炉温か現在値からＴＦ
ｍａにまで変化したときに、板温定常値をほぼ一定に保
つのに必要な速度変更量を意味し、右辺第２項は、炉温
等が変化しない場合に板温を定常状態で目標に一致させ
るのに必要な速度変更量を表わす。板厚が一定のとき板
温定常値ＴＳＳは炉温ＴＦと速度Ｖとの関数であるから
、速度■に関して表わせば、速度Ｖは炉温ＴＦと板温定
常値ＴＳＳとの関数となり、従って微分形として（４）
式が成立する。上記いずれかの操業モードの場合、必要
な速度変更量はΔＶ１もしくはΔＶ２であるが、Δｖ１
もしくはΔｖ２の値をそのまま用いて速度を変更したな
らば、板温が許容上下限値を一時的にはずれる場合もあ
りうるため、以下に示すΔＶを速度変更量とする。

例えば、ΔＶ＋≧０もしくはΔ■２≧０のとき（速度上
昇） により速度変更量ΔＶを求める。ここでΔ■３は△ 速度変更後の板温制御誤差予測値ΔＴＳ　（Ｏｏ、　Ｖ
＋ΔＶ３）が許容下限値ΔＴＳｍｉｎ　　（＜Ｏ）に−
致するような速度変更量であり、板温制御モデルを用い
て次式により求める。

八Ｖ３−（δＶ／＆ＴＳＳ）　　・　（ΔＴＳｍｉｎ　
−△ ＡＴＳ（鈴、■））　　　　　　・・・・・・（７）△ ただしＡＴＳ（ｏｏ、ｖ）は炉温などが一定と仮定した
ときの板温制御誤差予測値である。速度上昇の場合、速
度上昇によって板温が目標値を下回ることのないように
板温追従制御器８にて燃料流量設定値ＦＬｓの修正計算
が行なわれるが、燃料流量増加による板温、炉温の上昇
は応答が遅り、一時的に板温が目標下限をはずれる可能
性が生じるので、速度変更量の上限規制が必要となるの
である。

また例えば、ΔＶ＋＜０もしくは八Ｖ２〈０のとき（速
度下降） により速度変更量ΔＶを求める。

ここでΔ■４は速度変更後の板温制御誤差予測△ 値ＡＴＳ　（ｏｏ、　　Ｖ＋ΔＶ４）が許容上限値ΔＴ
　Ｓ　ｍａｘに一致するような速度変更量であり、板温
制御モデルを用い次式により求める。

速度下降の場合も、燃料流量減少時の板温の応答が遅く
、一時的に板温か目標上限をはずれる可能性が生じるの
で、速度変更量の下限規制が必要である。

以上のようにしていずれの操業モードの場合も、速度変
更量Δ■が求められ、この速度変更量Δ■を現在速度■
に加算した値を速度設定値Ｖｓ２として速度制御器５に
設定する。

以上述べた中で、目標通板速度設定器２．速度変更位置
設定器３．板温軌道設定器７および板温追従制御器８は
、後述の００）〜０３式に示されるような、炉出口板温
と炉温、燃料流量、板厚、板幅及び通板速度との動的な
関係を表わす板温制御モデル（サンプリング周期を時間
の単位として、時間に関して離散したモデル）を有して
いる。

パラメータ推定器９は、所定のサンプリング周期で起動
され、板温制御モデル中の未知パラメータの推定値（ベ
クトル表現で菟で表わす）を今回までの実績値を用いて
推定し上記各設定器２．３゜７及び制ｇｆＩ器Ｂに出力
する。

さて本制御において用いられる板温制御モデルは、サン
プリング周期（制御周期）を時間の単位として時間に関
して離散化したモデルであり、次△　　　　△ ＋Ｃ，騨＋（ｔ＋　１　）　＋ｃ２朽２）Ｌ＋１）＋・
・・・・・△ ＋ｃ４別４（ｔ＋１　）　　　　　　　　　・・・・・
・００）Ｃ０）式で表されるモデル式は、過去からｔ時
点までの炉出口板温、炉温、及び燃料流量設定値の値（
実績値）と、過去から（ｔ＋１）時点までの板厚、板幅
及び速度の値（実績値または予見値）とを用いて、（ｔ
＋１）時点における板温を推定（予見）するものである
。上式において、 ｕ　　（ｔ−ｊ　）　−ＤＶＦ（ｔｉ　　（ＦＬ　（ｔ
−ｊ　）　　　ＦＬ）（ｊ＝ｄ−１，ｄ、−＝、ｄ＋ｍ
−２）・・・・・・Ｑｌ） ｙ　（ｔｌ　＝　Ｔ　Ｓ　（ｔ）−〒３　　　　　　　
　　　・・・に）但し、上式中における各記号の意味す
るものは次の通りである。

ｔ：時刻（サンプリング周期を１単位とする）ｄ：燃料
流量と炉出口板温との間の制御上のむだ時間（正整数） Ｕ：モデルにおける操作量（燃料流量）ｙ：モデルにお
ける制御Ｎ（炉出口板温）△ ｙ：ｙの推定値 ｍ：ｕの次数（正整数） ＦＬ：燃料流量 ＴＦ：炉温 ＴＨ：炉出口板厚 ＴＳＳ：炉出口板温の定常値（板厚、速度が一定な定常
状態における板温） ＤＶＦ　：炉出口板温の炉温変化に対する変化率（偏微
分係数） Ｗｌ、・・・９ｗ４：予見可能な外乱（板厚、板幅、速
度） ＦＬ、ＴＳ：夫々、ＦＬ、ＴＳの値の通常操業△　　△ Ｃ３，Ｃ４：未知パラメータの推定値 向、これらのモデルパラメータの推定値は、実操業中に
同定と逐次適応修正とが逐次型最小二乗法など公知の技
術により行われる。

上記第００式は実操業の知見に基づき、動的熱収支理論
から導出されるもので、 板温予見（予測）値−ｆ　（板温、流量、板厚。

板幅、速度、の過去及び現在値）なる関数として認識で
きる。即ち、第ＱＯ）式はｔを現在時刻として、板温子
　の板温　　　　　　　　系列値開値 ↑ 予見可能外乱 （板厚、板幅、速度） を展開したものであり外乱項ｗｊを加味した点で従来の
ダイナミックモデルと区別される。

また板温定常値ＴＳＳは定常伝熱理論より導出されるも
ので次の如き関数、 板温定常値＝ｆ（炉温、板厚、速度、の現在値）として
認識される。

〔発明の効果〕

第３図に、本発明の方法に従って速度変更を行なった場
合の、速度、加熱炉出口板温、炉温の時間的推移の一例
を示す。

図において、最初（ｔ＝ｔｏ）何らかの理由により板温
ＴＳが下限値Ｔ　Ｓ　ｍｉｎをはずれており、また炉温
ＴＦは上限値Ｔ　Ｆ　ｍａｙよりかなり低く、操業モー
ドとしては生産性最大モードが選択されていたものとす
る。板温ＴＳが目標値ＴＳｏより低いため、燃料流量Ｆ
Ｌは高く設定され炉温ＴＦは上昇中である。

まずｔ＝ｔ　ｏにおいて、板温制御誤差解消のための速
度下降により板温は速やかに上昇し、炉温も上昇を続け
る。板温が上下限範囲に入った後、次のサンプリング時
刻１　＝　１　＋において、生産性最大化のため設定速
度Ｖｓ２が、（６）式で計算されるΔＶだけ上昇する。

このときは（ＴＦｍａｘ　−ＴＦ）が比較的大きいため
Δ■−ΔＶ３＜Δ■２となり、設定速度Ｖｓ２はさらに
上昇の余地がある。

このため次のサンプリング時刻ｔ＝ｔ　２において再度
設定速度ＶＳ２が上昇している。このときは炉温ＴＦが
上限Ｔ　Ｆ　ｍａｘに近づいたため、ΔＶ＝ΔＶ２＜Δ
ｖ３となり、設定速度Ｖｓ２は生産性最大化に対応した
速度となる。速度上昇が２回に分けて行なわれることに
より、板温の一時的な下限はずれが防止される。

その後板温、炉温ともに上昇を続け、最終的に炉温ＴＦ
は上１１１ｉ１ＴＦｍａｘに、板温ＴＳは目標ＴＳ。

にほぼ一致する。

以上説明したように本発明方法は、ストリップの連続焼
鈍における加熱炉出口板温と、炉温、燃料流量、板厚、
板幅および通板速度との関係を動的に表わす板温制御モ
デルに基づき、セット替後においても、将来の板温制御
誤差を予測算出して、それが許容範囲を超えている場合
は許容範囲内となるような速度変更を、また許容範囲内
にある場　　　　。

合は操業モードに応じて生産性保持もしくは生産性最大
化を実現する速度変更を、所定の周期でフィードバック
制御するようにしたので、板温制御誤差が速やかに解消
されるとともに、生産性に関する要求が満たされ、高い
性能をもった板温制御が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における制御系の構成を示す図
、 第２図は本発明における速度変更の手順を示すフローチ
ャート、 第３図は本発明の実施例における速度、板温。 炉温の時間的推移の１例を示す図である。 １・・・ストリップ仕様設定器　２・・・目標通板速度
設定器　３・・・速度変更位置設定器　４・・・セット
替点位置比較器　５・・・速度制御器　６・・・ストリ
ップトランキング装置　７・・・板温軌道設定器　８・
・・板温追従制御器　９・・・バラメーク推定器　１０
・・・燃料流量制御器　１１・・・速度検出器　１２・
・・炉温検出器　１３・・・燃料流量検出器　１４・・
・板温検出器１００・・・ストリップ　１０２・・・加
熱炉。 出　願　人　　新日本製鐵株式会社 代理人弁理士　　青　　柳　　　稔 手続補正書（自発） 昭和６２年　７月３１　　日 １、事件の表示 昭和６２年特許願第１４０８９８号 ２、発明の名称 連続焼鈍炉の板温制御における速度変更方法３、補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都千代田区大手町二丁目６番３号名称　（
６６５）新日本製鐵株式会社 代表者　武　１）　　豊 ４、代理人　〒１０１ ７、補正の対象　　明細書の発明の詳細な説明の欄８、
補正の内容 （１１明細書第１２頁８行〜１０行の「実績値との〜に
応じて」を次の様に補正する。 「実績値と、現時点以降の目標板温、板厚、板幅、およ
び通板速度（生産性保持モードの場合はα・Ｖｍａｘ、
生産性最大モードの場合はＶ　ｍａｘ２）とを用いて」 （２）同第１９頁６行の「ｖｏ２」を「■」に同頁８行
の「Ｖ−α・ＶｍａｘＪをｒＶ（１２＝α・ＶｍａｘＪ
（ｔ＋１）Ｊに補正する。 （４）同第２９頁１４行のｒ　ｕ　　ｔ−ｄ−ｉ＋２）
　Ｊをｒｕ　（ｔ−ｄ−ｉ＋２　）　ｊに補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続焼鈍炉の加熱炉出口の板温と炉温、燃料流量、板厚
   、板幅、通板速度との関係を動的に表現する板温制御モ
   デルを予め設定し、操業中に前記板温制御モデルにより
   通板速度と燃料流量とを操作する連続焼鈍炉における板
   温制御方法において、所定の制御周期毎に炉温、燃料流
   量、板厚、板幅、通板速度および板温の実績値を用いて
   前記板温制御モデルにより現時点以降の板温制御誤差を
   予測算出し、この予測誤差が許容範囲を超える場合は許
   容範囲内となる速度変更量を前記板温制御モデルを用い
   算出して速度設定値を修正し、前記算出した予測誤差が
   許容範囲内にある場合は、炉の操業モードとして生産性
   保持モードが選択されているときは、被処理材（ストリ
   ップ）の寸法および目標板温によって定まる通板速度を
   もとにして速度設定値を修正し、炉の操業モードとして
   生産性最大モードが選択されているときは、炉温、燃料
   流量、板厚、板幅、通板速度および板温の実績値を用い
   て前記板温制御モデルにより炉温が設備上許容される上
   限値のときに炉出口板温を目標板温に一致させる速度と
   しての最大速度を算出し、該算出した最大速度をもとに
   して速度設定値を修正し、かつ前記おのおのの速度設定
   値の修正に応じて燃料流量を修正することを特徴とする
   連続焼鈍炉における板温制御方法。