KR100472293B1 - 연속압연기의 판두께 제어장치 - Google Patents

연속압연기의 판두께 제어장치 Download PDF

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Abstract

압하위치수정량이 압연기간의 장력에 미치는 영향을 정식화해서 조절하고, 출력한계치의 설정을 쉽게해서 판두께 제어정밀도를 향상시킨 연속압연기의 판두께 제어장치를 얻는다.
압연기(12)의 출측의 판속도변화량 △Vout n을 계측하는 수단과, 압연기(13)의 입측의 판속도변화량 △Vin n+1을 계측하는 수단과, 압연기(12)의 압하위치수정량 △S n 및 압연기(13)의 압하위치수정량 △Sn+1을 계측하는 수단과, 판속도변화량 △Vout n, △Vin n+1 및 압하위치수정량 △Sn, △Sn+1에 따라 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 미치는 측도량 Pout,n (-),Pin,n+1 (+)을 산출하는 측도량 산출수단(17)과, 측도량을 사용해서 피압연재의 압연중에 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력수단(18)을 구비하였다.

Description

연속압연기의 판두께 제어장치{PLATE THICKNESS CONTROL APPARATUS FOR CONTINUOUS ROLLING MACHINE}
본 발명은, 판압연을 하는 연속압연기의 판두께 제어장치에 관해, 특히 제어출력의 매스밸런스의 붕괴에 의한 피압연재의 판폭정밀도에의 영향을 고려한 후, 제어출력을 조절가능하게 한 연속압연기의 판두께 제어장치에 관한 것이다.
도 6은 예를 들면 일본국 특개평6-71616호 공보에 기재된 종래의 연속압연기의 판두께 제어장치를 표시하는 블록구성도이고, 판두께 제어방식 중에서 가장 대표적인 게이지미터방식판두께 제어 및 모니터방식판두께 제어의 일예를 표시하고 있다.
도 6에서, 압하장치(1)에 의해 제어되는 압연기(2)에서의 압연현상은, 연산요인(3) 및 (8)에 의해 표시되고 있고, 게이지미터방식판두께 제어장치 및 모니터방식판두께 제어장치는 각각 피드백제어계를 구성하고 있다.
압하장치(1)는, 압연기(2)의 압하위치를 제어하기 위한 압하위치 SA를 지정한다. 압하위치 SA는 아래식으로 연산된다.
SA = e ×p (- 1S) / {(TpS + 1) S}
단 상식에서 Tp는 압하장치(1)의 응답을 근사한 경우의 속도를 표시하는 시정수이고, 1은 압하장치(1)의 응답을 근사했을 때의 불필요 시간이다.
압연기(2)는 압하장치(1)에서 지시된 압하위치 SA과 밀정수 M에 의해 압연하중 FA를 결정한다.
피압연재는 압연기(2)의 압연하중 FA과 소성계수 Q+△Q의 요인(3)에 의해 판두께 h+△h로 압연된다. 이 때 압연현상의 외란요인으로서, 피압연재의 입측판두께 편차 △H나 온도에 의한 소성변화 △Q 등이 있다.
이들의 변동 △H 및 △Q에 의한 피압연재의 출측 판두께 h+△h의 오차 △h를 게이지미터방식 판두께 제어나 모니터방식 판두께 제어 등에 의해 없게 하도록 구성되어 있다.
다음 도 6에 표시한 종래의 연속압연기의 판두께 제어장치에 의한 구체적인 동작에 대해 설명한다.
우선 게이지미터방식판두께 제어장치에서 스위치(6)는 피압연재의 압연개시직후의 타이밍에 의해 일시적으로 온동작 한다.
이로써, 기준압하위치 기억장치(4)는, 기준압하위치 SAO를 기억하고, 기준압연하중 기억장치(5)는 기준압연하중 FAO를 기억한다. 계속해 압하위치 SA와 기준압하위치 SAO와의 차분 △SA와, 압연하중 FA와 기준압연하중 FAO와의 차분 △FA를 산출한다.
또, 게이지미터방식판두께 제어장치는 각 차분 △SA 및 △FA와 및 정수 M, 튜닝율 α 및 게인 G에 따라, 압하위치수정량 △S*를 산출해서 압하장치(1)에 출력한다.
이로써, 압하장치(1)는 압하위치수정량 △S*를 사용해서, 전술한 바와 같이 피압연재의 판두께 편차 △h를 없게 하도록 압하위치 SA를 제어한다.
한편 모니터방식판두께 제어장치는, 압연기(2)의 후방에 설치된 판두께 검출기(9)에 의해 검출된 판두께 오차 △h를 취해서 오차 △h를 적분기(10)에 의해 적분한다.
또, 모니터방식판두께 제어장치 내의 계산장치(11)는 판두께 오차 △h를 없게 하기 위한 압하위치수정량 △S*M을 계산해서 압하장치(1)에 피드백한다.
이 때, 압하위치수정량 △S*M은, 아래의 식에 의해 연산된다.
△S*M = (Mc + Qc) f (V) / Qc
이같은 모니터방식판두께 제어장치는 게이지미터방식이나 절대게이지확보방식의 판두께 제어와 조합해서 사용되는 경우가 많다.
예를 들면, 상기 공보기재의 모니터방식의 판두께 제어장치에서는, 다수의 압연기의 상호간섭을 방지하는 것을 목적으로 해서 기지의 모니터방식판두께 제어장치에 판두께 데이터의 지연장치를 설치하는 연구를 하고 있다.
그러나, 상기 제어에서는 매스·밸런스의 붕괴에 의한 피압연재의 판폭에의 영향을 고려한 후의 제어출력 조절방법까지는 고려되어 있지 않다.
도 7은 일반적인 연속압연기를 통과 중의 피압연재의 상태를 표시하는 측면도이다. 도 7에서 3대의 압연기 n-1,n,n+1을 화살표방향으로 압연되는 피압연재에 대해 연속적으로 설치되어 있다.
여기서는 각 압연기 n-1,n,n+1에서의 압하위치의 차분 △Sn-1,△Sn,△Sn+1의 차이에 의해, 각 압연기간의 장력이 변동해 있는 상태를 표시하고 있다.
상기한 종래장치와 판두께를 제어한 경우, 모니터방식판두께 제어장치에 한하지 않고, 압하위치수정량 △S* 및 △S*M가, 각 압연기에 의해, 한쪽으로의 기울기가 있을 때는, 예를 들면, 어느 압연기간의 장력이 급격히 커지고, 도 7과 같이 제품의 판폭제어정밀도가 열화하는 염려가 있다.
이 경우, 압연기 n-1과 n 사이에서는 장력이 크고, 압연기 n과 n+1 사이에서는 장력이 작게 되어 있고, 압연기 n-1과 n 사이에서, 피압연재에 이상하게 큰 장력이 인가되어 판두께 불안정부가 생기고 있다.
이 같은 판폭정밀도의 열화를 방지하기 위해, 종래장치에서는, 예를 들면 필요이상의 제어출력이 생성되지 않도록, 제어출력한계치를 정수로 설정한다는 방법이 채용되고 있다.
또, 보조장치로서 각 압연기간에 루퍼라고 불리는 장력제어장치를 설치하거나, 압하위치수정량(또는, 압하위치수정량에 상당하는 변량)을 감시해서, 장력에 주는 영향을 고려해서 밀속도를 변경하기 위한 제어장치를 설치한다는 방법도 제안되고 있다.
그러나, 상기 보조장치에 의한 장력제어도 필요하나, 우선, 판두께 제어장치의 출력한계치를 압연기간의 장력증대에 기인한 판폭정밀도에의 악영향을 고려한후, 제어출력을 설정할 필요가 있다.
종래의 연속압연기의 판두께 제어장치는 이상과 같이 압연기간의 장력증대에 기인한 판폭정밀도에의 악영향을 고려한 후 제어출력을 설정하는 것이 요구되고 있음에도 불구하고, 이를 실현할 수가 없으므로, 결국 충분한 판두께 제어정밀도를 얻을 수가 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로, 압하위치수정량이 압연기간의 장력에 주는 영향을 정식화함으로써 출력한계치의 설정을 쉽게 해서 판두께 제어정밀도를 향상시킨 연속압연기의 판두께 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 연속압연기의 판두께 제어장치는 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로서, 제1의 압연기에서 피압연재가 나온 직후의 제1의 판속변화량을 계측하는 제1의 판속도변화량 계측수단과, 제1의 압연기의 출구측에 위치하는 제2의 압연기에 피압연재가 들어가기 직전의 제2의 판속도변화량을 계측하는 제2의 판속도변화량 계측수단과, 제1의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량계측수단과, 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 제1 및 제2의 판속도변화량, 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 측도량을 사용해서 피압연재의 압연 중에 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력조절수단을 구비한 것이다.
또, 본 발명에 관한 연속압연기의 판두께 제어장치는 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치이고, 제1의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제1의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제1의 출구측 판두께 계측수단과, 제1의 압연기의 출구측에 위치하는 제2의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제2의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제2의 출구측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기의 밀모터에서의 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 제2의 압연기의 밀모터에서의 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량계측수단과, 제1 및 제2의 출구측 판두께 편차, 제1 및 제2의 롤속도변화량, 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라, 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량산출수단과, 측도량을 사용해서, 피압연재의 압연 중에 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력조절수단을 구비한 것이다.
또 본 발명에 관한 연속압연기의 판두께 제어장치에 의한 측도량 산출수단은 제1의 속도변화량이 부의 상태가 계속되는 경우에 커지는 제1의 측도량과, 제2의 속도변화량이 정의 상태가 계속되는 경우에 커지는 제2의 측도량을 산출하고, 제어출력조절수단은 제1 및 제2의 측도량의 가산치가 미리 설정된 정수보다도 큰 경우에, 판두께 제어출력을 억제방향으로 조절하는 것이다.
또 본 발명에 관한 연속압연기의 판두께 제어장치는 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로 제1의 압연기 출측에서의 피압연재의 제1의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제1의 출측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기의 출측에 위치하는 제2의 압연기의 출측에서의 피압연재의 제2의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제2의 출구측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기의 밀모터에서의 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제1의 롤속도변화량 측정수단과, 제2의 압연기의 밀모터에서의 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 제1의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 제1 및 제2의 출측 판두께 편차, 제1 및 제2의 롤속도변화량, 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 다수의 피압연재에 관한 측도량의 측도데이터집합에 따라, 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태에 있는 빈도를 구하는 빈도산출수단과 측도량 및 빈도를 사용해서 피압연재의 압연 중에 판두께 제어출력의 게인을 조절하는 게인조절수단을 구비한 것이다.
또 본 발명에 관한 연속압연기의 판두께 제어장치에 의한 빈도산출수단은, 전번 압연한 피압연재의 측도데이터집합에 따라 빈도를 구하고 게인조절수단은 측도량 및 빈도를 사용해서 판두께 제어출력의 게인을 자동적으로 조절하는 것이다.
또 본 발명에 관한 연속압연기의 판두께 제어장치에 의한 측도량 산출수단은, 제1의 속도변화량이 부의 상태가 계속되는 경우에 커지는 제1의 측도량과, 제2의 속도변화량이 정의 상태가 계속될 때에 커지는 제2의 측도량을 산출하고, 빈도산출수단은 제1 및 제2의 측도량의 가산치로 된 데이터집합을 참조해서, 데이터집합 중에서, 미리 설정된 정수보다도 큰 가산치가 존재하는 빈도를 산출하고, 게인조절수단은 빈도가 소정수 이상을 표시하는 경우에, 판두께 제어출력의 게인을 억제방향으로 조절하는 것이다.
실시의 형태 1.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시의 형태 1에 대해 상세하게 설명한다.
우선 도 1을 참조하면서 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 제어원리에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의해 연속압연기를 표시하는 측면도이고, 스탠드번호 n의 압연기(12)와, 스탠드번호 n+1의 압연기(13)와의 사이의 장력 σ를 모델화해서 모식적으로 표시하고 있다. 이하, 대표적으로 압연기(12),(13)간의 피압연재의 장력 σ를 조절하는 경우에 대해 설명한다.
도 1에서 압연방향(화살표 참조)은 피압연재의 진행방향이고, 각 압연기 (12),(13)의 압하하중에 의해, 압하위치의 차이분 △Sn,△Sn+1이 생기고 있다. 또, 압연기(12)의 출구측에서는 선진율 fn이 표시되고 압연기(13)의 입구측에서는 후진율 bn+1이 표시되어 있다.
각 압연기(12) 및 (13)간의 장력 σ는 압연기(12)의 출구측 판속도 Vout n과 압연기(13)의 입구측 판속도 Vout n+1과의 차이분의 적분치에 비례한다고 생각할 수가 있어, 아래의 (1)식에 의해 표시된다.
단, (1)식에서 E는 영율, L은 각 압연기간의 거리이다.
또, (1)식에서, 우측상단의 첨자 n, n+1은 압연기(12),(13)의 스탠드번호이다.
여기서 압연기(12)의 압하위치수정량 △Sn가 정의 상태가 계속됨으로써, 입측판속도변화량 △Vin n이 정의상태가 계속되는 경우에, 커지는 측도함수, 즉 측도량 Pin,n+1 (+)로 해서 아래의 (2)식을 제시한다.
단, (2)식에서 함수 1{X}는 아래의 (3)식에서 정의된다.
또, (2)식에서 to는 현재시각, △t는 샘플링주기, K는 적당한 정수이다.
마찬가지로, 압연기(12)의 압하위치수정량 △Sn이 부의 상태가 계속됨으로써, 출구측 판속도변화량 △Vout n가 부의 상태가 계속되는 경우에, 커지는 측도함수 즉 측도량 Pout,n (-)로 해서 아래의 (4)식을 제시한다.
여기서, 압연기(12)와 압연기(13)의 사이의 피압연재의 장력 σ가 커지는 조건은 아래의 (5)식으로 표시된다.
단, (5)식에서 Cn(>0)는 적당한 정의 정수이다.
따라서, Cn을 설정한 후, (5)식이 성립했을 때에, 아래의 (6)식을 충족하도록 하면 된다.
즉 (6)식을 만족하도록 하면, 압하위치수정량이 필요이상으로 출력됨으로써 장력에 영향을 주는 것을 방지할 수가 있다.
이하, (7)~(22)식에서, 압연기(12)에서의 출구측 판속도변화량 △Vout n과, 압하위치수정량 △Sn과의 관계식 및 압연기(12)에서의 입구측 판속도변화량 △Vin n+1과 압하위치수정량 △Sn+1과의 관계식을 각각 구한다.
우선, 압연기(12)의 출구측 판속도 Vout n는, 롤속도 Vrol n 및 선전율 fn을 사용해서 아래의 (7)식과 같이 표시된다.
또 압연기(13)의 입구측 판속도 Vin n+1은 롤속도 Vrol n+1 및 후진율 bn+1을 사용해서 (8)식과 같이 표시된다.
여기서 압연기(12)의 출구측 판속도변화량 △Vout n를 정리하면, 아래의 (9)와 같이 표시된다.
또, 압연기(13)의 입구측 판속도변화량 △Vin n+1을 정리하면, 아래의 (10)과 같이 표시된다.
이하, 압연기(12)의 압하위치수정량 △Sn가 선진율편차 △Fn에 주는 영향과, 압연기(13)의 압하위치수정량 △Sn+1이 후진율편차 △bn+1에 주는 영향을 정식화한다.
즉, 우선 메스플로보존칙으로부터 아래의 (11)식이 유도된다.
또 (11)식으로부터 아래의 (12)식이 유도된다.
따라서 아래의 (13)식이 성립된다.
단, (11)~(13)식에서 H는 제1의 압연기(12)에서의 입구측 판두께, h는 제1의 압연기(12)에서의 선진율, b는 제1의 압연기(12)에서의 후진율, b는 제1의 압연기 (12)에서의 후진율이다. 또 선진율을 근사하는 관계식은 아래의 (14)와 같이 표시된다.
(14)식으로부터 아래의 (15)가 유도된다.
단, (15)식에서 C는 정수이다.
또 압연이론의 관계식으로부터 아래의 (16)식이 성립된다.
단, (16)식에서 A는 아래의 (17)식과 같이 표시된다.
단, (17)식에서 M은 밀정수계단식, Q는 소성수계수계산식이다.
(17)식을 사용해서 (16)식을 변형하면 아래의 (18)이유도 된다.
이상의 (7)~(18)식으로부터, 선진율편차 △fn을 압하위치수정량 △Sn 및 판두께 편차 △hn을 사용해서 표시하면 아래의 (19)식과 같이 표시된다.
단, (19)식에서 우측 아래의 첨자 n는 압연기(12)의 스탠드번호이다.
또, 압연기(13)에서의 후진율편차 △bn+1은 압하위치수정량 △Sn+1 및 판두께 편차 △hn+1을 사용해서, 전술한 (13)의 식과 같이, 이하의 (20)식과 같이 표시된다.
또, 압연기(13)에서의 선진율편차 △fn+1은 전술한 (15)식과 같이, 아래의 (21)식과 같이 표시된다.
또, 압연기(13)에서의 선진율 fn+1을 전술한 (14)식과 같이 아래의 (22)식과 같이 표시된다.
이상의 (7)~(22)식에 의해 압연기(12)의 출구측 판속도변화량 △Vout n은, △Sn,△hn 및 △Vrol n에서 구해지고, 압연기(13)의 입구측 판속도변화량 △Vin n+1은, △Sn+1,△hn+1 및 △Vrol n+1에서 구해진다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 블록구성도이고, 압하위치수정량 △Sn *의 조절수단(후술한다)을 사용한 연산제어부(19)(파선블록)가 표시되어 있다.
도 2에서, 각 압연기(12),(13)에는 전술(도 6참조)과 같은 압하장치(1)와, 압하하중을 계측하는 로드셀(14)과, 게이지미터방식 판두께 제어장치 및 모니터방식 판두께 제어장치의 양기능을 구비한 판두께 제어장치(31),(32)가 설치되어 있다.
판두께 제어장치(31),(32)는 판두께 검출기(9)로부터의 판두께 오차 △h와 로드셀(14)로부터의 압하하중에 따라 압연기(12),(13)의 압하장치(1)에 대한 압하위치수정량 △Sn *,△Sn+1 *을 출력한다.
속도검출기(15)는 피압연재가 압연기(12)에서 나온 직후의 판속도를 계측해서, 속도검출기(16)는 피압연재가 압연기(13)에 들어가기 직전의 판속도를 계측한다.
속도검출기(15)에 의해 검출되는 압연기(12)의 출구측 판속도변화량 △Vout n과, 속도검출기(16)에 의해 검출되는 압연기(13)의 입구측 판속도변화량 △Vin n+1과는 각각 연산제어부(19) 내의 측도량 계산장치(17)에 입력된다.
압연기(12)의 압하장치는 압연기(12)에서의 압하위치수정량 △Sn을 계측하는 압하위치수정량 계측수단을 포함하고, 압연기(13)의 압하장치(1)는 압연기(13)에서의 압하위치수정량 △Sn+1을 계측하는 압하위치수정량 계측수단을 포함한다. 각 압하위치수정량 △Sn+1,△Sn+1은 연산제어부(19) 내의 측도량 계산장치(17)에 입력된다.
본 발명의 요부를 구성하는 연산제어부(19)는, 측도량 계산장치(17) 및 제어출력조절수단(18)을 구비하고 있다.
여기서는 압연기(120에 대한 압하위치수정량 △Sn *을 조절하는 연산제어부 (19)만을 표시하고 있으나 압연기(13)에 대한 압하위치수정량 △Sn+1 *을 조절하는 동일구성의 연산제어부가 마찬가지로 설치되어 있는 것을 두말할 필요가 없다.
측도량 계산장치(17)는 각 판속도변화량 △Vout n,△Vin n+1과 각 압하위치수정량 △Sn,△Sn+1에 따라, 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량 Pout,n (-),Pin,n+1 (+)를 산출한다.
제어출력조절수단(18)은 압연기(12)에 대한 판두께 제어장치(31)로부터의 압하위치수정량 △Sn *을 일단 취입, 가산된 측도량 Pout,n (-),Pin,n+1 (+)를 사용함으로써 판폭정밀도에의 영향을 고려해서 피압연재의 압연 중에 압하위치수정량 △Sn *을 조절하도록 되어 있다.
측도량 계산장치(17)는 각 측도량 Pout,n (-),Pin,n+1 (+)을 이와 같이 계산한다.
우선 압연기(12)측의 압하장치(1)에서 얻어지는 압하위치수정량 △Sn과, 속도검출기(15)에서 얻어지는 판속도편차, 즉 출구측 판속도변화량 △Vout n을 사용해서, 전술한 (4)식과 마찬가지로 아래의 (23)식에서 측도량 Pout,n (-)을 산출한다.
또, 압연기(13)측의 압하장치(1)에서 얻어지는 압하위치수정량 △Sn+1과 속도검출기(16)에서 얻어지는 판속도의 편차인 입구측 판속도변화량 △Vin n+1을 사용해서 (2)식과 같이 아래의 (24)식에서 측도량 Pin,n+1 (+)을 산출한다.
제어출력조절수단(18)은, 미리 설정된 정수 Cn과, 측도량 Pout,n (-) ,Pin,n+1 (+)을 비교해서 아래의 (25)식을 충족시키는지 아닌지를 판정한다.
만약, (25)식을 충족시키면, 또 아래의 (26)식을 충족하도록 압하위치 Sn *을 설정한다.
이로써, 피압연재의 압연 중에 압하위치수정량이 판폭정밀도에 영향을 부여하고 있는 상태를 검지하고 판두께 제어장치(31)의 제어출력이 필요이상으로 압하장치(1)에 입력되지 않도록 조절할 수가 있다
실시의 형태 2.
또, 상기 실시의 형태 1에서는 출구측 판속도 Vout n 및 입구측 판속도 Vin n+1을 연산하기 위해 속도검출기(15),(16)를 사용하였으나, 다른 검출정보에 따라 출구측 판속도 Vout n 및 입구측 판속도 Vin n+1을 연산해도 된다.
이하 도면을 참조하면서 속도검출기(15),(16)를 생략한 본 발명의 실시의 형태 2에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2를 표시하는 블록구성도이고, 전술(도 2참조)과 같은 것에 대해서는 동일부호를 붙여서 상술은 생략한다.
도 3에서 각 압연기(12),(13)의 출구측에는 피압연재의 판두께를 계측하는 판두께 검출기(20),(21)가 설치되어 있다. 판두께 검출기(20),(21)에 의해 검출된 판두께 편차 △hn,△hn+1은, 연산제어부(23)내의 속도변화량 계산장치(22)에 입력된다.
마찬가지로 각 압연기(12),(13)의 밀모터(33),(34)의 롤속도 Vrol n,Vrol n+1 및 롤속도변화량 △Vrol n,△Vrol n+1은, 연산제어부(23)내의 속도변화량 계산장치(22)에 입력된다.
연산제어부(23)는 전술한 측도량 계산장치(17) 및 제어출력조절수단(18)에 더해서 출구측 판속도변화량 △Vout n 및 입구측 판속도변화량 △Vin n+1을 연산하기 위한 속도변화량 계산장치(22)를 구비하고 있고, 판두께 제어장치(31)로부터의 압하위치수정량 △Sn *을, 판폭정밀도에의 영향을 고려해서 압연 중에 조절하도록 되어 있다.
속도변화량 계산장치(22)는, 속도검출기(15),(16)(도 2참조)를 사용하지 않고, 압연기(12)의 출구측 판속도변화량 △Vout n 및 압연기(13)의 입구측 판속도변화량 △Vin n+1을 산출한다.
즉, 속도변화량 계산장치(22)는 각 판두께 검출기(20),(21)(또는 이에 대신하는 연산방법)에 의해 얻어지는 판두께 편차 △hn,△hn+1과 각 밀모터(33),(34)에서 계측되는 롤속도변화량 △Vrol n,△Vrol n+1과 압하위치수정량 △Sn,△Sn+1을 사용해서 출구측 판속도변화량 △Vout n 및 입구측 판속도변화량 △Vin n+1을 산출한다.
출구측 판속도변화량 △Vout n의 산출에는, 전술한 (9)식 및 (19)식이 사용되고 입구측 판속도변화량 △Vin n+1의 산출에는 전술한 (10)식, (20)식, (21)식 및 (22)식이 사용된다.
이로 인해, 속도검출기(15),(16)를 설치하지 않고, 비교적으로 쉽게 얻어지는 정보에 따라 저렴한 비용으로 속도수정량(변화량)을 산출할 수가 있다.
또 산출된 속도수정량에 따라, 전술한 바와 같이 압연 중에 압하위치수정량이 판폭정밀도에 영향을 주고 있는 상태를 검지해서, 판두께 제어장치(31)의 제어출력이 필요이상으로 압하장치(1)에 입력되지 않도록 조절할 수가 있다.
실시의 형태 3.
또 상기 실시의 형태 1에서는 현재의 피압연재에 관한 데이터로써 측도량 Pout,n (-),Pin,n+1 (+)를 산출하였으나 다수의 피압연재의 데이터를 보존하고, 통계적처리에 따라 측도량을 산출해도 된다.
이하, 도면을 참조하면서 다수의 피압연재의 데이터에 따라 측도량을 산출한 본 발명의 실시의 형태 3에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 3을 표시하는 블록구성도이고, 전술(도 3참조)과 같은 것에 대해서는 같은 부호를 붙여서 상술을 생략한다.
도 4에서, 연산제어부(26)는 전술한 측도량 계산장치(17) 및 속도변화량 계산장치(22)에 더해서 다수의 피압연재의 측도량 데이터를 기억하는 데이터기억장치 (24)와, 제어출력조절수단(18) 대신에 게인조절수단(25)을 구비하고 있고, 판두께 제어장치(31)로부터의 압하위치수정량 △Sn *을 판독정밀도에의 영향을 고려해서 압연중에 조절하도록 되어 있다.
게인조절수단(25)은 소정조건의 빈도를 구하는 빈도산출수단(도시않음)을 포함하고, 측도량 Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+) 및 빈도를 사용해서, 피압연재의 압연 중에 판두께 제어장치(31)의 제어출력의 게인을 조절한다.
게인조절수단(25)내의 빈도산출수단은 다수의 피압연재에 관한 측도량의 측도데이터집합 { Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+)}에 따라, 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태에 있는 빈도를 구한다.
데이터기억장치(24)는, 다수의 피압연재데이터, 즉 측도량 Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+)을 데이터집합 { Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+)}으로서 보존한다.
게인조절수단(25)은, 데이터기억장치(24) 내의 데이터집합{Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+)}을 참조해서 이 중에서, 아래의 (27)식을 만족시키는 데이터가 있는 지의 여부를 판정한다.
그리고, (27)식을 만족하는 데이터가 많은 경우에는 판두께 제어장치(31)의 출력게인을 작게 설정함으로써, 제어출력(압하위치수정량 △Sn *)을 조절한다.
이로써, 압하위치수정량 △Sn*가 판폭정밀도에 영향을 주고 있는 상태를 검지해서, 판두께 제어장치(31)에 필요이상의 제어출력이 생성되지 않도록 판두께 제어장치(31)의 게인을 조절할 수가 있다.
실시의 형태 4.
또, 상기 실시의 형태 3에서는, 게인조절수단(24)에서, (27)식을 만족시키는 데이터가 많은 경우만을 판정하였으나 게인조절수단(24)에 학습기능을 설치해 (27)식을 충족시키는 데이터가 적은 경우에 자동적으로 게인을 크게 설정하도록 구성해도 된다.
이하, 도면을 참조하면서, 게인조절수단(24)에 학습기능을 설치한 본 발명의실시의 형태 4에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 블록구성도이고, 전술(도 4참조)과 같은 것에 대해서는 동일부호를 붙여서 상술을 생략한다.
도 5에서, 연산제어부(27)는 전술한 게인조절수단(25) 대신에, 자동게인조절수단(25A)을 구비하고 있다.
이 경우 자동게인조절수단(25A)내의 빈도산출수단은, 전번 압연한 피압연재의 측도데이터집합에 따라 빈도를 구하고 자동게인조절수단(25A)은 측도량 및 빈도를 사용해서 판두께 제어장치(31)의 제어출력의 게인을 자동적으로 조절하도록 되어 있다.
자동게긴조절수단(25A)은, 전번 압연된 피압연재의 측장량의 데이터집합{ Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+)}을 데이터기억장치(24)에서 판독하고, 이 데이터집합 중에서 전술한 (27)식을 만족시키는 데이터가 많은 경우에는 전술과 같이 판두께 제어장치(31)의 출력게인을 작게 설정한다.
한편 데이터집중{ Pout,n (-)+ Pin,n+1 (+)} 중에서 (27)식을 만족시키는 데이터가 적을 때는 자동게인조절수단(25A)은 판두께 제어장치(31)의 출력게인을 크게 설정한다.
이로 인해 판두께 제어장치(31)의 제어출력(압하위치수정량 △Sn *)을 자동적으로 조절한다는 일종의 학습기능을 실현할 수가 있다. 즉 전번의 피압연재데이터에 따라 압하위치수정량 △Sn*이 판폭정밀도에 영향을 주고 있는 상태를 검지하고 판두께 제어장치(31)의 제어출력이 필요이상으로 생성되지 않도록 판두께 제어장치 (31)의 게인을 자동적으로 조절할 수가 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로, 제1의 압연기에서 피압연재가 나온 직후의 제1의 판속도변화량을 계측하는 제1의 판속도변화량 계측수단과, 제1의 압연기의 출구측에 위치하는 제2의 압연기에 피압연재가 들어가는 직전의 제2의 판속도변화량을 계측하는 제2의 판속도변화량 계측수단과, 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 제1 및 제2의 판속도변화량, 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량산출수단과, 측도량을 사용해서 피압연재의 압연중에 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력조절수단을 구비하고, 압하위치수정량이 압연기간의 장력에 주는 영향을 정식화해서 조절하도록 하였으므로 출력한계치의 설정을 쉽게 해서 판두께 제어정밀도를향상시킨 연속압연기의 판두께 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.
또 본 발명에 의하면 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로서, 제1의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제1의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제1의 출구측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기 출구측에 위치하는 제2의 압연기의 출구측에서의 파압연재의 제2의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제2의 출구측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기의 밀모터에서의 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제1의 롤속도변화량 측정수단과, 제2의 압연기의 밀모터에서의 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 제1 및 제2의 출구측 판두께 편차, 제1 및 제2의 롤속도변화량 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 측도량을 사용해서 피압연재의 압연중에 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력 조절수단을 구비하고 압하위치수정량이 압연기간의 장력에 미치는 영향을 정식화해서 조절하도록 하였으므로 용이한 계측정보에 따라 출력한계치의 설정을 쉽게 해서 판두께 제어정밀도를 향상시킨 연속압연기의 판두께 장치가 얻어지는 효과가 있다.
또, 본 발명에 의하면 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로서, 제1의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제1의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제1의 출구측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기의 출구측에 위치하는 제2의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제2의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제2의 출구측 판두께 편차계측수단과, 제1의 압연기의 밀모터에서의 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제1의 롤속도변화량 측정수단과, 제2의 압연기의 밀모터에서의 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 제1 및 제2의 출구측 판두께 편차, 제1 및 제2의 롤속도변화량, 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라, 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 다수의 피압연재에 관한 측도량의 측도데이터집합에 따라 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태에 있는 빈도를 구하는 빈도산출수단과, 측도량 및 빈도를 사용해서, 피압연재의 압연중에 판두께 제어출력의 게인을 조절하는 게인조절수단을 구비하고, 압하위치수정량이 압연기간의 장력에 주는 영향을 정식화해서 조절하도록 하였으므로 출력한계치의 설정을 쉽게 해서 판두께 제어정밀도 및 신뢰성을 향상시킨 연속압연기의 판두께 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의해 제어되는 압연기간의 장력모델 모식적으로 표시하는 설명도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 블록구성도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2를 표시하는 블록구성도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 3을 표시하는 블록구성도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 블록구성도.
도 6은 종래의 연속압연기의 판두께 제어장치를 표시하는 블록구성도.
도 7은 종래의 연속압연기의 판두께 제어장치에 의해 제어되는 압연기간의 장력과대상태를 모식적으로 표시하는 설명도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 압하장치, 9,20,21 : 판두께 검출기
12,13 : 압연기, 14 : 로드셀,
15,16 : 판속검출기, 17 : 측도량 계산장치,
18 : 제어출력조절수단, 19,23,26,27 : 연산제어부
22 : 속도변화량 계산장치, 24 : 데이터기억장치,
25 : 게인조절수단, 25A : 게인조절수단,
33,34 : 밀모터, Pout,n (-),Pin,n+1 (+) 측도량,
Pout,n (-),Pin,n+1 (+) 가산치, △h 판두께 편차(판두께 오차),
△Sn *,Sn+1 * 압하위치수정량, △Vout n 출측판속도변화량,
△Vin n+1 입측판속도변화량.

Claims (3)

  1. 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로서, 제1의 압연기에서 피압연재가 나온 직후의 제1의 판속도변화량을 계측하는 제1의 판속도변화량 계측수단과, 상기 제1의 압연기의 출구측에 위치하는 제2의 압연기에 상기 피압연재가 들어가기 직전의 제2의 판속도변화량을 계측하는 제2의 판속도변화량 계측수단과, 상기 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 상기 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 상기 제1 및 제2의 판속도변화량, 상기 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라, 상기 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 상기 측도량을 사용해서 상기 피압연재의 압연중에 상기 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력 조절수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연속압연기의 판두께 제어장치.
  2. 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로, 제1의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제1의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제1의 출구측 판두께 편차계측수단과, 상기 제1의 압연기의 출구측에 위치한 제2의 압연기의 출구측에서의 상기 피압연재의 제2의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제2의 출구측 판두께 편차계측수단과, 상기 제1의 압연기의 밀모터에서의 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제1의 롤속도변화량 측정수단과, 상기 제2의 압연기의 밀모터에서의 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 상기 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 상기 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 상기 제1 및 제2의 출구측 판두께 편차, 상기 제1 및 제2의 롤속도변화량, 상기 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라, 상기 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 상기 측도량을 사용해서, 상기 피압연재의 압연중에 상기 판두께 제어출력을 조절하는 제어출력 조절수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연속압연기의 판두께 제어장치.
  3. 다수의 압연기가 연속적으로 배열된 연속압연기에 대한 판두께 제어출력을 조절하는 판두께 제어장치로 제1의 압연기의 출구측에서의 피압연재의 제1의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제1의 출구측 판두께 편차계측수단과, 상기 제1의 압연기의 출구측에 위치하는 제2의 압연기의 출구측에서의 상기 피압연재의 제2의 출구측 판두께 편차를 계측하는 제2의 출구측 판두께 편차계측수단과, 상기 제1의 압연기의 밀모터에서의 제1의 롤속도변화량을 측정하는 제1의 롤속도변화량 측정수단과, 상기 제2의 압연기 밀모터에서의 제2의 롤속도변화량을 측정하는 제2의 롤속도변화량 측정수단과, 상기 제1의 압연기에서의 제1의 압하위치수정량을 계측하는 제1의 압하위치수정량 계측수단과, 상기 제2의 압연기에서의 제2의 압하위치수정량을 계측하는 제2의 압하위치수정량 계측수단과, 상기 제1 및 제2의 출구측 판두께 편차, 상기 제1 및 제2의 롤속도변화량, 상기 제1 및 제2의 압하위치수정량에 따라, 상기 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태를 검지하기 위한 측도량을 산출하는 측도량 산출수단과, 다수의 피압연재에 관한 측도량의 측도데이터집합에 따라, 상기 피압연재의 판폭정밀도에 영향을 주는 상태에 있는 빈도를 구하는 빈도산출수단과 상기 측도량 및 상기 빈도를 사용해서, 상기 피압연재의 압연중에 상기 판두께 제어출력의 게인을 조절하는 게인조절수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연속압연기의 판두께 제어장치.
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