KR100380728B1 - 도금부착량 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

도금 부착량 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 사전에 설정된 목표 도금 부착량 데이타를 저장하고 목표 도금 부착량 설정치를 산출하고, 도금장치에서 배출되는 강판에 부착된 도금량을 관측하는 도금 관측부를 구비하여 목표 도금량 설정치와 관측 도금 부착량과의 편차를 구하여 그 편차에 따라 소정 연산식을 실행하여 도금 제어량을 산출하고, 그 제어신호로 에어 나이프 노즐에서 분사되는 가스량을 조절하여 도금욕조에서 나오는 강판에 부착된 도금량을 조절하여 철강 냉연공정에서 연속적으로 이동하는 강판을 정밀도 높게 아연 도금하며, 피드백 제어시에 도금 부착량 검출센서와 에어 나이프 노즐사이의 거리에 의해 발생하는 제어지연시간을 보상한다.

Description

도금 부착량 제어장치 및 그 제어방법
본 발명은 도금 부착량 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 도금 제품을 생산하는 철강 냉연공정에서 연속적으로 이동하는 강판을 용융아연 도금욕조에 담근후, 에어 나이프 노즐로 부터 고압의 가스를 분출시켜 강판에 부착된 아연의 량을 목표량만큼 제어하는 도금 부착량 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
도금 부착량을 재어하는 종래의 기술로서는 Iron and Steel Engineer (June, 1994)의 기재처럼 부착량의 사양변경 직후에 제어 모델식 등을 이용하여 노즐 가스압이나 노즐의 높이, 노즐과 강판 사이의 갭(Gap) 등의 제어 설정치를 결정하여 그설정 값에 따라서 피드 포워드(FEED FORWARD) 제어를 실시하고, 사양 변경점이 도금 부착량 검출센서에 도착해서 부착량이 검출된 후에, 검출된 값과 목표 부착량과의 편차를 검출하여 이 편차를 줄이는 방향으로 피드 백(FEED BACK)제어를 실시하는 방법이 있다.
그러나 피드 포워드에 있어서 원하는 목표 도금량에 대한 제어 설정치를 산출했을때의 값과 실제로 제어 대상의 상태값과의 사이에 편차가 있을 때는 이것이 부착량 제어의 정밀도를 저하시키는 윈인이된다. 또 미리 구축해 놓은 제어 모델을 고정적으로 이용하여 제어 설정치를 산출하기 때문에 제어 대상의 상태나 제어 환경이 시간경과에 따라 변화되는 것을 반영할 수 없어 부착량 제어의 정밀도를 떨어뜨리는 원인이 된다.
피드백 제어에 있어서도 노즐의 위치와 도금 부착량 검출 센서의 위치가 떨어져 있어 (통상 50 m 이상), 제어 지연 시간을 보상할 수 있는 방법이 없기 때문에 한 번 피드백 제어에 의하여 설정된 후, 이 설정값에 대응 되는 강판의 변경점 부위가 도금 부착량 검출 센서에 도달한 후, 다시 이 값을 기준으로 피드 백 제어를 할 방법 밖에 없기 때문에 부착량 제어 정밀도를 향상시키는 데 한계가 있다.
본 발명의 목적은 철강 냉연공정에서 연속적으로 이동하는 강판을 정밀도 높게 용융 아연 도금하는 도금 부착량 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 피드백 제어시에 도금 부착량 검출센서와 에어 나이프 노즐사이의 거리에 의해 발생하는 제어지연시간을 보상하는 도금 부착량 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 장치는
제어설정치 산출시에 산출된 설정치와 실제 도금량을 측정하여 상기 설정치와 상기 측정치에 의해 제어상태에 대응한 도금 부착량을 추정하는 관측수단과,
상기 관측수단에 의해 관측된 관측값과 원하는 도금 목표량과의 편차에 따라 제어 설정치를 변경하는 관측 제어수단을 구비한다.
또한, 피드백 제어시 제어 지연시간을 보상하기 위하여 도금 부착량 센서의 출력과 제어 지연시간에 해당하는 시간만큼 이전에 검출된 관측수단의 출력을 이용하여 도금량을 제어함으로써 제어 지연시간을 보상한다.
제 1 도는 본 발명에 의한 도금 부착량 제어장치의 구성을 보이는 블록도이다.
제 2 도는 본 발명에 의한 설정치 산출 연산과정을 보이는 플로우 차트이다.
제 3 도는 본 발명에 의한 관측수단이 실행하는 제어방법을 보이는 플로우 차트이다.
제 4 도는 본 발명에 의한 관측 제어수단이 실행하는 제어방법을 보이는 플로우 차트이다.
제 5 도는 본 발명에 의한 수정계수 계산수단이 실행하는 과정을 보이는 플로우 차트이다.
제 6 도는 모델오차 보정기능을 구비하는 본 발명에 의한 도금 부착량 제어장치의 일 실시예를 보이는 블록도이다.
제 7 도에 모델오차 축적수단의 구성도이다.
제 8 도에 도금장치의 지연시간을 보상하는 도금 부착량 제어장치의 구성을 보이는 일 실시예의 블록도이다.
제 9 도는 관측결과 추출수단이 실행하는 과정을 보이는 플로우 차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100....도금 제어부 103....관측수단
104....관측제어수단 107....수정계수게산수단
140....제어용 계산부 141....사양 테이블
142....설정치 산출 수단 143....설정 테이블
151....강판 152....입력롤
153....도금욕조 154....배출롤
155....에어 나이프 노즐 601....모델 오차 축적수단
602....오차송신수단 801....도금 부착량 검출수단
803....관측결과 저장수단 804....관측결과 추출수단
이하 본 발명을 도면을 참고로하여 상세히 설명한다.
제 1 도에 본 발명에 의한 도금 부착량 제어장치의 구성을 보이는 블록도가 도시된다.
본 발명에 의한 도금 부착량 제어장치는 사전에 설정된 목표 도금 부착량 데이타를 저장하고 목표 도금 부착량 설정치를 산출하여 출력하는 제어용 계산부(140)와, 상기 제어용 계산부(140)에서 목표 도금 부착량 설정치를 입력받고, 상기 도금장치(150)에서 배출되는 강판(151)에 부착된 도금량을 관측하는 도금 관측부를 구비하여 상기 목표 도금량 설정치와 관측 도금 부착량과의 편차를 구하여 그 편차에 따라 소정 연산식을 실행하여 도금 제어량을 산출하여 도금 제어신호를 출력하는 도금 제어부(100)와, 상기 도금 제어부(100)에서 제어신호를 입력받아분사되는 가스량을 조절하여 도금욕조(153)에서 나오는 강판(151)에 부착된 아연 도금을 조절하는 에어 나이프 노즐(155)로 구성된다.
이하 본발명의 작용,효과를 설명한다.
제어용 계산부(140)는 부착량 설정 테이블(143)과 상기 도금 부착량 설정 테이블에서 도금 부착량 설정치를 읽어들여 도금 부착량을 산출하는 설정치 산출수단(142)과 코일에 따른 도금량 데이터가 저장된 도금 사양 테이블(141) 및 다른 장치와 데이터를 주고받는 통신 인터페이스부(144)를 구비한다.
도금 제어부(100)는 상기 제어용 계산부(140)에서 출력되는 각종 데이타를 입력받는 통신 인터페이스부(101)와, 배출롤(154)에 의해 배출되는 도금강판(151)에서 도금량을 관측하는 관측수단(103)과, 상기 제어용 계산부(140)에서 입력되는 도금 부착량 설정치와 상기 관측수단에서 입력되는 관측 도금 부착량으로 부터 도금 제어량을 산출하는 관측 제어수단(104)로 구성된다.
도금장치(150)는 강판을 끌어들이는 입력롤(152)와, 상기 입력롤(152)을 통해 나오는 강판(151)을 도금하는 도금욕조(153)와, 상기 도금욕조(153)에서 도금되어 나오는 강판(151)에 가스를 불어서 강판에 부착된 아연 도금량을 제어하는 에어 나이프 노즐(155)와, 상기 에어 나이프 노즐(155)를 통해 나오는 강판(151)을 배출하는 배출롤(154)로 구성된다.
철강 냉연 공정에서 생산된 강판을 도금하기 위하여 강판(151)을 입력롤(152)에 의해 화살표 방향으로 이동시킨다. 입력롤을 통과한 강판(151)은 용융아연이 담겨지 있는 도금욕조(153)에 들어가서 용융아연으로 도금된 후,배출롤(154)에 의해 배출된다. 이때 도금욕조(153)과 배출롤(154)의 사이에 설치된 에어 나이프 노즐(155)에서 고압의 가스가 분출되어 강판(151)에 부착되어져 있는 도금량의 일부를 깍아내려 강판(151)에 부착되는 도금량을 제어하게된다.
제어용 계산부(140)는 원하는 목표 도금량(W)가 저장된 사양 테이블(141)과, 제어 설정치가 저장된 설정 테이블(143)과, 상기 사양 테이블(141)과 상기 설정 테이블(143)로 부터 추출한 값을 기초로한 모델식을 이용하여 분출되는 가스의 압력 설정치(P1), 도금노즐(154)와 강판(151) 사이의 거리 설정치(D1) 및 도금 노즐(154)과 도금 아연탕의 높이 설정치(H1)를 산출하는 설정치 산출수단(142)을 구비한다.
이렇게 산출된 가스의 압력 설정치(P1), 도금노즐(154)와 강판(151)사이의 갭(GAP) 설정치(D1), 도금 노즐(154)과 도금 아연탕의 높이 설정치(H1)와 목표 도금량 설정치(W1)가 통신 인터페이스부(144)와 네트워크(130)를 통해 도금 제어부(100)에 출력된다.
도금 제어부(100)은 통신 인터페이스부(101)을 통해 입력된 상기 값들을 필요에 따라 다음의 설명과 같이 적절한 보정을 실시한 후에 에어 나이프 노즐(155)에 출력하여 강판(151)에 부착되는 아연의 도금량을 제어하게 된다.
입력롤(152)의 회전속도(강판의 이동속도) V, 에어 나이프 노즐(155)에서 분출되는 가스압 P, 에어 나이프 노즐(155)의 높이(H) 및 갭(D) 등의 데이타는 입력수단(102)를 통해 관측수단(103)에 입력된다. 관측수단(103)은 상기 데이타들로 부터 도금 부착량(W)을 추정하여 관측 제어수단(104)에 출력한다.
관측 제어수단(104)는 관측수단(103)에서 입력되는 관측 도금 부착량(W)과 제어용 계산부(140)에서 입력되는 목표 도금량(W1)의 차분 △W를 산출하고, 그 차분 △W와 수정계수(Ks)를 이용하여 제어용 계산장치(140)로 부터 얻은 가스압 설정치 (P1)를 수정한다. 그리고 수정결과를 최종적인 가스압 설정치(P2)로서 출력수단(105)를 통해서 에어 나이프 노즐(155)에 출력한다. 여기서는 하나의 예로서 제어용 계산부(140)가 산출한 가스압 설정치(P1)를 보정했으나 이것뿐만이 아니라 에어 나이프 노즐(155)의 높이 설정치(H1) 및 갭 설정치(D1)등을 보정의 대상으로 할 수 있다.
제 2 도에 본 발명에 의한 설정치 산출 연산과정을 보이는 플로우 차트가 도시된다.
본 설정치 산출 연산은 원하는 목표 도금량 설정치(W1)의 변경이나 강판이 감긴 코일과 코일의 용접점이 에어 나이프 노즐(155)를 통과하기에 앞서 실행된다. 우선 단계 S21에서 사양 테이블(141)에서 원하는 목표 도금량 설정치(W1)을 읽어들인다. 표1에 사양 테이블의 일 실시예를 보인다.
표1
도금 부착량 설정치(W1)은 코일마다 테이블화 되어져 있어, 표1에는 코일 1의 최초의 500 m 의 도금 부착량(W1)이 80 g/㎡ , 그 후의 300 m 의 도금 부착량(W1)이 180 g/㎡ 등인 것을 표시한다. 설정치 산출수단(142)는 도금 제어부(100)로 부터 강판의 이동속도(V), 용융도금 아연의 온도나 강판(151)의 온도 등의 데이터를 입력받고, 에어 나이프 노즐(155)의 위치를 통과하는 강판(151)의 코일 번호와 코일 선단으로부터의 거리를 인식하여 대응하는 도금 부착량 실정치(W1)을 추출한다.
단계 S22 에서 설정치 산출수단(142)은 설정 테이블(143)을 이용하여 가스압 설정치(P1), 높이 설정치(H1)를 결정한다. 다음의 표 2 에 설정 테이블의 예를 나타낸다.
표2
표2 에서는 도금 부착량 설정치(W1)와 강판(151)의 이동속도(V)에 대해서 적절한 가스압 설정치(P1), 높이 설정치(H1)가 표시된다. 사양 테이블(141)은 강판(151)의 생산 스케쥴에 따라 결정하며, 또한 설정 테이블(143)은 지금까지의 경험 등을 기초로하여 사용자가 사전에 작성해 둔다.
단계 S23 에서는 가스압(P), 강판(151)의 속도(V), 갭(D), 높이(H)와 그때의 도금 부착량(W)의 관계식인 f 에 대해 f의 역함수 f-1 를 이용하여, 이것에 W1,P1,H1을 대입하여
[수학식 1]
에 의해 갭 설정치(D1)을 산출한다. 관계식 f의 일예로서,
[수학식2]
의 관계식이 알려져 있어 그때의 f는
[수학식3]
이된다.
단계 S24 에서 산출된 P1,D1,H1,W1를 통신 인터페이스부(144)를 통해서 도금 제어장치(100)으로 송신한다. 본 실시예에서는 P1과 H1을 설정 테이블(143)에서 추출하여 모델식에 대입하여 D1을 결정하였지만, D1과 H1을 설정 테이블(143)에서 추출하여 P1을 모델식에 의해 결정할 수도 있으며, 이외의 조합도 상기와 같은 과정으로 추출할 수 있다. 또 필요하다면 파라메터의 일부를 생략하는 것도 가능하다. 예를들어 H1을 제어 대상으로 하지않을 경우, 다음과 같이 모델식으로 D1을 산출하는 것도 고려할 수있다.
[수학식4]
제 3 도에 본 발명에 의한 관측수단이 실행하는 제어방법을 보이는 플로우 차트의 일 실시예가 도시된다.
본 실시예에서는 강판(151)에 부착되어 있을 것으로 예상되는 도금량이 입력롤(152)의 회전속도(강판의 이동속도) V, 에어 나이프 노즐(155)에서 분출되는 가스압 P, 에어 나이프 노즐(155)의 높이(H) 및 갭(D)으로 부터 추정 가능한 경우의 예를 나타내고 있다.
단계 S31에서 입력수단 (102)를 통해서 도금장치(150)으로 부터 입력롤(152)의 회전속도(강판의 이동속도) V, 에어 나이프 노즐(155)에서 분출되는 가스압 P, 에어 나이프 노즐(155)의 높이(H) 및 갭(D)의 데이터를 입력받는다.
단계 S32 에서 상기 단계에서 입력받은 P,V,D,H 값을 수학식 2에 대입하여 강판에 부착된 도금 부착량의 관측치 W(추정치)를 산출하고, 단계 S33 에서 산출된 관측 도금 부착량(W)를 관측 제어수단(104)에 출력한다.
제 4 도에 본 발명에 의한 관측 제어수단이 실행하는 제어방법을 보이는 플로우 차트의 일 실시예가 도시된다.
관측 제어수단(104)은 도금량 설정치(W1)과 도금량 관측치(W)의 편차를 검출하여 제어용 계산부(140)가 산출한 가스압 설정치(P1)를 그 편차의 정도에 따라 수정한다. 이 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
단계 S41에서 제어용 계산부(140)로 부터 입력받은 도금량 설정치(W1)에서 관측수단(103)에서 출력되는 도금량 관측치(W)를 빼서 도금 부착량의 편차 △W를 산출하는데, 이 편차 △W는 제어용 계산부(140)가 제어 설정치를 산출할 때, 상정한 P,V,H,D 값과 도금장치(150)의 현재의 상태값이 상이한 것이 원인으로 되어 발생한다. 본 실시예에서는 에어 나이프 노즐(155)에서 분사되는 가스압 P의 수정에 의해서 이 영향을 감소시켜 재어정도를 향상시킨다.
단계 S42 에서 편차 △W와 수정계수 Ks 를 이용하여 가스압의 수정량 △P를 산출한다. 예로서 수정계수 Ks가 정수인 경우에는 △P= Ks × △W로써 산출가능하다.
단계 S43 에서는 통신 인터페이스부(101)을 통해 제어용 계산부(140)로 부터 입력되는 가스압 설정치(P1)와 수정량(△P), 또 가스압 설정치(P1)에 수정 이력이 있는 경우에는 현재의 가스압 수정량 (△P)prev도 이용하여 P2 = P1+(△P)prev 에 의한 최종적인 가스압 수정치(P2)를 산출한다. 가스압 설정치(P1)에 수정 이력이 없는 경우에는 P2 = P1+ △P 에 의해서 가스압 수정치(P2)를 산출한다.
단계 S44 에서는 가스압 수정치(P2)를 출력수단(105)을 통해 도금장치(150)에 출력하여 에어 나이프 노즐(155)의 분출 가스압을 변경한다.
제 5 도에 본 발명에 의한 수정계수 계산수단이 실행하는 과정을 보이는 플로우 차트가 도시된다.
수정계수 계산수단(107)은 수정계수 Ks의 값을 최적화한다. 단계 S51 에서 통신 인터페이스부(101)를 통해서 제어용 계산부(140)로 부터 도금량 설정치(W1)를 입력받는다. 단계 S52 에서 도금량 설정치(W1)를 기초로 도금 부착량에 대한 가스압의 변화율(δP/δW)를 산출한다. 모델식이 수학식 2 로 표현된 경우에 가스압의 변화율(δP/δW)= (P/0.68 W1)이 된다. 이 식에 도금량 설정치(W1)와 가스압(P)를 대입하여 가스압의 변화율(δP/δW)을 산출할 수 있다. 수정계수 계산수단(107)은 이값을 도금량 설정치(W1)와 가스압(P)가 변화될 때마다 계산하여관측제어수단(104)의 수정계수(Ks)를 설정한다.
다른 실시예로서 제어용 계산부(140)의 설정치 산출수단(142)와 도금 제어부(100)의 관측수단(103)에 모델 오차를 보정하는 기능을 갖추어 도금량을 더 정밀하게 제어할 수 있다.
제 6 도에 모델오차 보정기능을 구비하는 본 발명에 의한 도금 부착량 제어장치의 일 실시예를 보이는 블록도가 도시된다. 제어용 계산부(140)에 모델 오차축적수단(601)이 부가되며, 도금 제어부(100)에는 오차송신수단(602)이 부가된다. 오차송신수단(602)은 관측 제어수단(104)으로 부터 도금량 오차값(△W)을 입력받아 통신 인터페이스부(101)과 네트워크(130)를 통해 제어용 계산부(140)의 모델 오차 축적수단(601)에 송신한다.
제 7 도에 모델오차 축적수단의 구성이 도시된다. 모델 오차 축적수단(601)에는 도시된 바와같이 원하는 목표 도금량(W1)에 대응한 모델오차(△W)가 저장된다. 목표 도금량(W1)이 80-82(g/㎡)일 때, 수학식 2 를 사용하여 얻은 도금량(W)은 5 g 의 오차를 갖고 있다는 것을 나타내고 있다. 관측제어수단(104)에서 모델오차(△W)가 검출되어지면, 그 모델오차(△W)는 오차 송신수단(602)에 의해 모델 오차 축적수단(601)에 송신된다. 설정치 산출수단(142)은 제어 설정치를 산출할 때, 모델 오차 축적수단(601)에서 대응하는 모델오차(△W)를 추출하여 수학식 3에서 현재의 도금량(W) 대신에 W-△W를 대입하여 가스압의 설정치(D1)을 산출한다. 또한, 모델오차(△W)는 제어용 계산부(140)가 설정치를 도금 제어부(100)에 송신함과 동시에 제어용 계산부(140)로 송신되어져 관측수단(103)이 실제 도금 부착량(W)를 산출할 때 수학식 2 에서 산출된 도금 부착량에서 감산되어 실제 도금 부착량을 산출하게 된다.
또 다른 실시예로서 강판(151)에 부착된 도금 부착량을 검출하여 도금장치(150)의 지연시간을 보상하여 고정밀도의 피드백 제어를 실현할 수 있으며, 제 8 도에 도금장치의 지연시간을 보상하는 도금 부착량 제어장치의 구성을 보이는 일 실시예의 블록도가 도시된다.
본 실시예에서는 설정치에 대응한 도금 부착량이 검출되는 시간에는 피드백 제어를 하고, 그 이외의 시간에는 관측제어수단(104)를 이용한 제어나 제어용 계산부(140)에서 산출한 설정치를 그대로 이용한 피드 포워드 제어를 한다. 도금 장치(150)에는 강판(151)에 부착된 도금 아연의 부착량의 중량 또는 두께를 검출할 수 있는 도금 부착량 검출수단(801)이 배출롤(154)의 뒤에 설치된다. 이 도금 부착량 검출수단(801)에서 출력되는 도금 부착량에 대한 데이터는 입력수단(102)를 통해 관측수단(103)에 전송된다. 통상 에어 나이프 노즐(155)와 도금 부착량 검출수단(801)은 서로 상당히 떨어져 있기 때문에, 에어 나이프 노즐(155)로 제어한 도금 부착량은 소정시간 후에 도금 부착량 검출수단(801)에 의해 검출된다. 따라서, 도금 부착량 검출수단(801)은 강판(151)에 부착된 도금량의 검출시에 검출시간의 지연이 있다.
이와같은 지연시간을 보상하기 위하여 도금 제어부(100)에는 새로운 관측결과를 저장하는 관측결과 저장수단(803)과 관측결과 추출수단(804)가 구비된다. 관측 제어수단(104)은 입력수단(102)를 통해 도금 부착량 검출수단(801)으로 부터 입력되는 도금 검출량(W2)와 관측수단(103)으로 부터 출력되는 도금 추정량(W) 및 관측결과 추출수단(804)으로 부터 입력되는 관측 도금량(W3)을 귀환량으로 입력받아 피드백 제어를 한다. 관측결과 저장수단(803)에는 관측수단(103)의 출력이 거슬러 시계열에 저장되어져 있다. 표3 에 관측결과 저장수단에 저장된 관측수단의 출력값이 표시된다.
표3
표3 에서 좌측의 시간은 현재를 기점(0)으로 하여 0.5초씩 과거로 거슬러 올라간 값이다. 예를들면, 0.5초 전의 출력이 106 g/㎡, 1.0 초전의 출력이 109 g/㎡ 이라는 것을 나타내고 있다.
제 9 도에 관측결과 추출수단이 실행하는 과정을 보이는 플로우 차트가 도시된다. 관측결과 추출수단(804)는 도금 부착량 검출수단(801)이 검출한 강판(151)의 부위가 가스의 분출을 받은 시각을 산출하여 분출을 받은 시각과 현재와의 시간차를 지연시간으로 하여 그 값만큼 거슬러 올라간 시각에 대응한 관측수단(107)의 출력을 관측결과 저장수단(803)에서 추출하여 관측제어수단(104)으로 출력한다.
우선 단계 S91에서 강판(151)의 이동속도 V와 도금 부착량 검출수단(801)의 동작상태로 부터 지연시간(도금 부착량 검출수단(801)은 강판(151)을 폭 방향으로 스캔(SCAN)하여 도금 부착량을 검출하기 때문에 지연시간이 발생한다.)을 산출한다. 상기 강판(151)의 이동속도는 에어 나이프 노즐(155)의 높이(H)가 변경되었을 때도 그 값을 가감한다. 이것에 의헤 강판(151)의 이동에 따른 지연시간 τL잇을 다음의 식으로 간단히 산출할 수 있다.
[수학식5]
여기서, L은 에어 나이프 노즐(155)에서 도금 부착량 검출수단(801)까지의 거리이며, △H는 도금노즐의 상,하 이동에 따라 발생하는 변화를 보정하는 값이다. 이식에 의하여 에어 나이프 노즐(155)이 가스를 분출한 강판(151)의 가스 분출 부위가 도금 부착량 검출수단(801)에 도달하는데 필요한 시간 산출이 가능하다. 또 도금 부착량 검출수단(801)이 강판(151)을 폭방향으로 이동하면서 도금 부착량을 측정하는데 걸리는 시간은 τD이다. 따라서 총 검출지연시간 τ= τL+ τD로 된다.
다음 단계 S92 에서 관측결과 저장수단(803)에서 τ와 일치하는 시각을 검색하여 그 때의 관측수단(103)의 출력을 추출하여 그 값을 이전 관측 도금량(W3)로한다. 단계 S93에서 이정 관측 도금량(W3) 값을 관측 제어수단(104)에 출력한다. 관측제어수단(104)에서는 상기 이정 관측 도금량(W3) 값과 제어용 계산장치(140)에서 입력되는 목표 도금량 설정치(W1)로 부터 다음식에 의하여
[수학식6]
도금 부착량의 편차 △W를 산출하여 이것에 의해 에어 나이프 노즐(155)에서 분출되는 가스압(P2)을 수정한다. 상기 식에서 알수 있는 바와같이 관측수단(103)에서 출력되는 도금 관측량(W)이 관측지연오차(W2-W3)에 의해 보상되기 때문에 고정밀도의 피드백제어가 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 도금장치로 부터 검출된 강판의 이동속도, 에어 나이프 노즐위치, 가스압 등의 상태량을 기본으로 현재의 제어상태에서 부착되고 있는 도금 부착량을 추정하고, 그 추정한 도금 부착량을 원하는 목표도금량과 비교하여 양자가 일치하도록 제어 설정치를 변경하고, 도금 부착량을 직접 검출 불가능한 경우에도 현재의 제어상태를 파악하여 부착되고 있을 것으로 예상되는 도금량을 추정하여 이것을 실시간으로 원하는 목표 도금량에 근접시킬수 있어 도금 부착량의 제어정밀도를 높일 수 있다. 제어모델을 이용하여 추정한 도금 부착량과 과거의 제어에 있어서 도금 부착량 검출센서로 부터 실제 검출한 값과의차분이 각각의 도금 부착량에 대응하여 축적되어져 있어서, 제어 설정치를 산출하는 경우에는 원하는 목표 부착량에 이 차분을 가감산한 값을 새로운 부착량의 목표치로서 제어 모델에 대입하여 제어의 설정치를 추정하는 것에 의하여 제어 대상이나 제어 환경의 시간경과에 따른 변화에 기인한 모델오차를 그때마다 보정가능하다. 또 차분을 제어 모델에 이용하여 추정한 도금 부착량에 가감산하여 모델오차를 보정한다. 따라서 제어 설정치나 관측수단의 출력이 고정밀화 되고, 에어 나이프 노즐에 의해 제어되는 시간분만큼 거슬러 올라간 때의 관측값으로 부터 현재 검출되어진 도금 부착량 값을 빼서 시간 지연이 없는 귀환량을 고정밀도로 얻을 수 있으며, 이것으로 피드백 제어를 하여 시간 지연을 보상한 제어가 가능한다.

Claims (8)

  1. 철강 냉연 공정에서 생산된 강판에 도금하는 도금장치의 도금 부착량 제어장치에 있어서,
    사전에 설정된 목표 도금 부착량 데이타를 저장하고 목표 도금 부착량 설정치를 산출하여 출력하는 제어용 계산부와,
    상기 제어용 계산부에서 목표 도금 부착량 설정치를 입력받고, 상기 도금장치에서 배출되는 강판에 부착된 도금량을 관측하는 도금 관측부를 구비하여 상기 목표 도금량 설정치와 관측 도금 부착량과의 편차를 구하여 그 편차에 따라 소정 연산식을 실행하여 도금 제어량을 산출하여 도금 제어신호를 출력하는 도금 제어부와,
    상기 도금 제어부에서 제어신호를 입력받아 분사되는 가스량을 조절하여 상기 도금장치의 도금욕조에서 나오는 강판에 부착된 도금량을 조절하는 에어 나이프 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어용 계산부는
    도금 부착량 설정 테이블과,
    상기 도금 부착량 설정 테이블에서 도금 부착량 설정치를 읽어들여 도금 부착량을 산출하는 설정치 산출수단과
    코일에 따른 도금량 데이터가 저장된 도금 사양 테이블 및
    다른 장치와 데이터를 주고받는 통신 인터페이스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 제어부는
    외부에서 입,출력되는 각종 데이타를 입,출력받는 통신 인터페이스부와,
    상기 도금장치에 의해 배출되는 도금강판에서 도금량을 관측하는 관측수단과,
    상기 제어용 계산장치에서 입력되는 도금 부착량 설정치와 상기 관측수단에서 입력되는 관측 도금 부착량으로 부터 도금 제어량을 산출하는 관측 제어수단과,
    상기 통신 인터페이스부를 통해서 상기 제어용 계산부로 부터 도금량 설정치(W1)를 입력받고, 그 설정치에 기초하여 도금 부착량에 대한 가스압의 변화율(δP/δW)을 상기 도금량 설정치(W1)와 가스압(P)가 변화될 때마다 계산하여 상기 관측제어수단의 수정계수(Ks)를 설정하는 수정계수 계산수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관측수단은 상기 강판의 이동속도 V, 상기 도금 노즐에서 분출되는 가스압 P, 상기 도금 노즐의 높이(H) 및 갭(D)의 데이터를 상기 도금장치로 부터 입력받아 도금 부착량(W)을 추정하여 상기 관측 제어수단에 출력하고,
    상기 관측 제어수단은 상기 관측수단에서 입력되는 관측 도금 부착량(W)과 상기 제어용 계산장치에서 입력되는 목표 도금량(W1)의 차분 △W 를 산출하고,
    그 차분 △W와 수정계수(Ks)를 이용하여 상기 제어용 계산장치로 부터 얻은 가스압 설정치(P1)를 수정하고, 그 수정결과를 최종적인 가스압 설정치(P2)로서 상기 도금노즐에서 분출되는 가스압을 제어하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어장치.
  5. 철강 냉연 공정에서 생산된 강판에 도금하는 도금장치의 도금 부착량 제어장치에 있어서,
    도금 부착량 설정 테이블과,
    상기 도금 부착량 설정 테이블에서 도금 부착량 설정치를 읽어들여 도금 부착량을 산출하고, 모델오차(△W)가 발생한 경우 그 값을 입력받아 현재의 도금량(W) 대신에 W-△W를 대입하여 가스압의 설정치를 산출하는 또한, 모델오차(△W)는 설정치 산출수단과
    코일에 따른 도금량 데이터가 저장된 도금 사양 테이블과
    상기 도금장치에 의해 배출되는 도금강판에서 도금량을 관측하는 관측수단과,
    상기 설정치 산출수단으로 부터 도금량 설정치(W1)를 입력받고, 그 설정치에 기초하여 도금 부착량에 대한 가스압의 변화율(δP/δW)을 상기 도금량 설정치(W1)와 가스압(P)가 변화될 때마다 계산하여 상기 관측제어수단의 수정계수(Ks)를 설정하는 수정계수 계산수단과,
    상기 제어용 계산장치에서 입력되는 도금 부착량 설정치, 상기 관측수단에서 입력되는 관측 도금 부착량을 입력받아 피드백 제어를 행하여 도금 제어량을 산출하는 관측 제어수단과,
    상기 관측 제어수단으로 부터 도금량 오차값(△W)을 입력받아 저장하는 도금량 오차 저장수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어장치.
  6. 철강 냉연 공정에서 생산된 강판에 도금하는 도금장치의 도금 부착량 제어장치에 있어서,
    도금 부착량 설정 테이블과,
    상기 도금 부착량 설정 테이블에서 도금 부착량 설정치를 읽어들여 도금 부착량을 산출하는 설정치 산출수단과
    코일에 따른 도금량 데이터가 저장된 도금 사양 테이블과
    상기 도금장치에 의해 배출되는 도금강판에서 도금량을 관측하는 관측수단과,
    상기 설정치 산출수단으로 부터 도금량 설정치(W1)를 입력받고, 그 설정치에 기초하여 도금 부착량에 대한 가스압의 변화율(δP/δW)을 상기 도금량 설정치(W1)와 가스압(P)가 변화될 때마다 계산하여 상기 관측제어수단의 수정계수(Ks)를 설정하는 수정계수 계산수단과,
    상기 도금 장치에 설치되고, 상기 강판에 부착된 도금 아연의 부착량의 중량 또는 두께를 검출할 수 있는 도금 부착량 검출수단과,
    상기 도금 부착량 검출수단에서 출력되는 도금 부착량에 대한 데이터를 저장하는 관측결과 저장수단과,
    상기 관측결과 저장수단에서 관측결과를 추출하여 상기 관측제어수단에 출력하는 관측결과 추출수단과,
    상기 제어용 계산장치에서 입력되는 도금 부착량 설정치, 상기 관측수단에서 입력되는 관측 도금 부착량 및 관측결과 추출수단으로 부터 입력되는 관측 도금량을 귀환량으로 입력받아 피드백 제어를 행하여 도금 제어량을 산출하는 관측 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어장치.
  7. 철강 냉연 공정에서 생산된 강판에 도금하는 도금장치의 도금 부착량 제어방법에 있어서,
    원하는 목표 도금량(W)이 저장된 사양 테이블과 제어 설정치가 저장된 설정 테이블을 구비하여 상기 사양 테이블과 설정 테이블로 부터 추출한 값을 기초로한 모델식을 이용하여 분출되는 가스의 압력 설정치(P1), 에어 나이프 노즐과 강판 사이의 거리 설정치(D1) 및 에어 나이프 노즐과 도금 아연탕의 높이 설정치(H1)를 산출하고,
    상기 목표 도금 부착량 설정치를 입력받고, 상기 도금장치에서 배출되는 강판에 부착된 도금량을 관측하는 도금 관측장치를 구비하여 상기 목표 도금량 설정치와 관측 도금 부착량과의 편차를 구하여 그 편차에 따라 상기 가스의 압력 설정치(P1), 상기 거리 설정치(D1) 및 높이 설정치(H1)를 수정하여 도금 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 도금 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    강판의 이동속도(V), 용융도금 아연의 온도나 강판의 온도 등의 데이터를 입력받고, 에어 나이프 노즐의 위치를 통과하는 강판의 코일 번호와 코일 선단으로부터의 거리를 인식하여 대응하는 도금 부착량 설정치를 추출하고,
    상기 설정 테이블을 이용하여 가스압 설정치(P1), 높이 설정치(H1)를 결정하고, 가스압(P), 강판의 속도(V), 갭(D), 높이(H)와 그때의 도금 부착량(W)의 다음 관계식
    에서 각 변수 W1,P1,H1를 산출하는 것을 특징으로 하는 도금 부착량 제어방법.
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