KR100758455B1 - 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법 - Google Patents

외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가열로의 출구 도어 개방시 노내 압력 저하를 방지하기 위한 가열로 노내 압력 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 비선형 동작 특성을 갖는 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하여 내부의 압력을 제어하는 가열로에서, 가열로의 노내 압력을 검출하고 상기 노내 압력 검출값과 미리 설정된 노내 압력 설정값의 편차값을 계산하여 상기 편차값을 줄이기 위한 PID 제어값(op1)을 계산하는 제1단계; 상기 가열로의 출측 도어 개상시 상기 출측 도어의 개방에 따른 외란에 의한 압력변동을 보상하기 위한 외란 동특성 보상값(op2)을 산출하는 제2단계; 상기 PID 제어값(op1)과 외란 동특성 보상값(op2)의 합산값(op=op1+op2)을 이용하여 상기 배가스용 댐퍼가 선형적인 동작특성으로 동작하도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하기 위한 제어값(opC)을 계산하는 제3단계; 및 상기 계산된 제어값(opC)을 이용하여 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하여 상기 가열로 노내 압력을 제어하는 제4단계를 포함한다.
가열로, 노내 압력, 출측 도어, 외란, 동특성, 보상, 배가스용 댐퍼

Description

외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법{INNER PRESSURE CONTROL METHOD IN REHEATING FURNACE OF HOT ROLLING MILL}
도 1은 종래의 단순 외란보상에 의한 가열로 노내 압력 제어장치의 구성도,
도 2는 본 발명이 적용되는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어장치의 구성예,
도 3은 본 발명에 따른 열연 가열로의 배가스용 댐퍼의 동작 특성을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법을 보이는 흐름도, 그리고
도 5는 본 발명의 적용 전,후에 따른 가열로 노내의 압력변화를 보이는 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 노내 압력 검출기 2 : 배가스용 댐퍼
3 : 예열대 4 : 가열대
5 : 균열대 6 : 출구 도어
7 : 슬라브 8 : 버너
11 : 편차계산부 12 : PID 제어부
13 : 합산부 14 : 외란계산부
15 : 노압설정부 16 : 유압제어부
21 : 출력보상부 22 : 동특성 보상부
100 : 노압제어부 200 : 노압보상부
본 발명은 가열로 노내 압력 제어방법에 관한 것으로서, 특히 열연 가열로에서 가열된 슬라브를 밖으로 배출할 때 출구 도어를 개방하는 경우 노내 압력 불균형으로 인해 발생되는 노내 압력 저하가 방지하도록 하는 가열로 노내 압력 제어방법에 관한 것이다.
열연 가열로에서는 통상적으로 20분 주기로 가열로 내에서 가열한 슬라브를 밖으로 빼낸다. 이를 위하여 가열로의 출구측에 마련된 출구 도어(door)를 개방해야 하는데 이때 외란에 의해 노내 압력 저하가 필연적으로 발생하게 되고 이로써 외부 공기가 내부로 침입하여 슬라브와 접촉함으로써 표면에 스케일이 발생하는 등의 문제가 상존하였다.
도 1은 종래의 외란보상에 의한 가열로 노내 압력 제어장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 열연 가열로는 연주로부터 이송된 슬라브(7)를 열연공장에서 열간압연을 위한 적정한 온도로 가열시키는 연소로이다. 이러한 열연 가열로는 크게 예열대(3), 가열대(4) 및 균열대(5)로 구성되며, 슬라브 가열을 위하여 다수의 버너들(8)이 설치된다. 상기 슬라브(7)는 예열대(3), 가열대(4) 및 균열대(5)를 거쳐 출구 도어(6)를 통해 밖으로 추출된다. 여기서, 항상 일정한 노압을 유지하여 외부로부터의 공기 침입 및 내부 열량의 외부 유출을 최소화하기 위해 균열대(5) 상부에서 노내압력 검출기(1)를 이용하여 노내 압력을 측정하고 배가스용 댐퍼(2)를 조작하여 노압을 제어하도록 한다.
이러한 열연 가열로에서는 노내에서 가열된 슬라브(7)를 밖으로 추출하기 위하여 출구 도어(6)를 개방하는 경우에 외부 공기의 침입 및 내부 열량의 유출에 따른 노내 압력 변동이 필연적으로 발생된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 단순 외란보상에 의한 가열로 노내 압력 제어장치에서는 노내압력 검출기(1)를 통해 노내 압력을 검출하고, 편차계산부(11)에서 상기 노압 측정값과 노압설정부(15)에서 설정된 노압 설정값의 편차를 계산하여 PID 제어부(12)로 전송한다. 상기 PID 제어부(12)는 상기 편차를 비례 적분, 미분하여 상기 편차에 대응하여 편차가 가장 빨리 안정되게 없어지도록 PID 제어값을 출력한다. 여기서, P는 비례를 나타내고, I는 적분을 나타내며, D는 미분을 나타내는데, 상기 PID 제어부(12)는 상기 편차를 안정되게 줄이도록 하기 위한 출력값을 합산부(13)로 출력한다. 상기 외란계산부(14)는 가열로의 출측 도어(6)를 개방함에 따른 외란을 계산하고, 그 결과값을 상기 합산부(13)로 출력한다. 상기 합산부(13)는 상기 수신된 PID 제어값에 상기 외란 계산의 결과값을 합산하여 외란 특성이 보상된 노내 압력 제어값을 유압제어부(16)로 출력한다. 상기 유압제어부(16)는 상기 와 같이 외란 특성이 보상된 노내 압력 제어값에 따라서 배가스용 댐퍼(2)를 조작함으로써 노내 압력의 증감을 통해 설정된 노내 압력으로 피드백 제어를 수행하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 가열로 노내 압력 제어방법에서는 출측 도어(6)의 개방시 발생되는 외란을 계산하여 단순히 보상하는 기능만 있을 뿐, 상기 출측 도어(6) 개방시 발생되는 외란을 동적으로 보상하는 외란 동특성은 고려되지 않고 있다. 이와 같이 단순 외란보상에 따라 배가스용 댐퍼(2)를 조작함으로써 외란 보상이 동적으로 이루어지지 않아 노내압력의 헌팅을 더욱 크게 야기하는 문제가 발생한다. 또한 종래에는 배가스용 댐퍼(2)의 동작특성이 비선형으로 되어 있어 상기 배가스용 댐퍼(2)의 개도에 따라 프로세스 게인차가 발생되어 상기 배가스용 댐퍼(2)에 대한 제어가 불안정해지는 문제점이 있었다. 이러한 배가스용 댐퍼(2)에 대한 제어의 불안정으로 인해 노내 압력 변동이 발생되고 외부 공기의 침입에 의해 슬라브에 스케일이 발생하는 등 품질 저하 및 열효율 저하를 초래하게 되었다.
따라서, 해당 기술분야에서는 열연 가열로에서 내부에서 가열된 슬라브를 외부로 추출하기 위해 가열로 출구 도어를 개방하는 경우에 필연적으로 발생하는 외란의 동특성을 보상하여 열연 가열로 노내 압력을 제어하는 기술의 개발이 계속적으로 요구되어 왔다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 열연 가 열로의 출측 도어 개방시점에 필연적으로 발생될 것으로 예상되는 외란에 기인한 압력변동량을 미리 계산하고, 노내 압력 변동에 따라 배가스용 댐퍼를 조작할 때 상기 미리 계산된 압력변동량에 상응하는 동특성 보상을 적용함으로써 상기 배가스용 댐퍼의 비선형 특성을 보상하여 안정된 노내 압력 제어를 실시할 수 있는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비선형 동작 특성을 갖는 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하여 내부의 압력을 제어하는 가열로에서의 노내 압력 제어방법에 있어서,
가열로의 노내 압력을 검출하고 상기 노내 압력 검출값과 미리 설정된 노내 압력 설정값의 편차값을 계산하여 상기 편차값을 줄이기 위한 PID 제어값(op1)을 계산하는 제1단계; 상기 가열로의 출측 도어 개상시 상기 출측 도어의 개방에 따른 외란에 의한 압력변동을 동적으로 보상하기 위한 외란 동특성 보상값(op2)을 산출하는 제2단계; 상기 PID 제어값(op1)과 외란 동특성 보상값(op2)의 합산값(op=op1+op2)을 이용하여 상기 배가스용 댐퍼가 선형적인 동작특성으로 동작하도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하기 위한 제어값(opC)을 계산하는 제3단계; 및 상기 계산된 제어값(opC)을 이용하여 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하여 상기 가열로 노내 압력을 제어하는 제4단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 외란 동특성 보상값(op2)은 바람직하게는 하기 수학식을 이용하여 계산한다.
Figure 112006077453275-pat00001
(여기서, S는 전달함수, K는 게인, τ는 시정수)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제3단계 이후에, 미리 설정된 소정의 시간이 경과한 경우 상기 외란 동특성 보상값(op2)을 0으로 설정하고, 상기 소정의 시간이 경과되지 않은 경우 상기 계산된 외란 동특성 보상값(op2)을 그대로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하기 위한 제어값((opC)은 바람직하게는 하기 수학식을 이용하여 계산한다.
Figure 112006077453275-pat00002
(여기서, n은 1이상의 정수이다)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 PID 제어값(op1)은 상기 계산된 편차값을 줄이도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하는 값인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 외란 동특성 보상값(op2)은 상기 출측 도어의 개방으로 인해 발생되는 외란에 의한 압력변동을 줄이도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하는 값인 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 그에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 가열로 노내 압력 제어장치의 개략 구성도이다.
도 2를 참조하면, 열연 가열로 내부의 압력을 노내압력 검출기(1)에서 검출하여 편차계산부(11)로 전송한다. 상기 편차계산부(11)는 노압 설정부(15)에서 설정된 노내 압력 설정치와 상기 노내압력 검출기(1)에서 검출된 노내 압력 검출치를 비교하여 그 편차를 계산한다. 상기 편차값은 PID 제어부(12)로 입력되는데, 상기 PID 제어부(12)는 상기 편차값을 비례 적분/미분하여 상기 편차값에 대응하여 상기 편차값이 감소되도록 하는 PID 제어값(op1)을 출력한다. 여기서, P는 비례를, I는 적분을, D는 미분을 나타내는데, 상기 PID 제어부(12)는 상기 편차를 안정되게 줄이도록 하기 위하여 유압제어기(16)의 제어값을 출력한다. 이와 같이 상기 PID 제어부(12)에서 출력되는 PID 제어값(op1)은 노내 압력 편차를 줄이도록 배가스용 댐퍼(2)의 조작을 제어하는 유압제어기(16)의 동작을 제어하는 값이 되는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상기 PID 제어부(12)에서 출력되는 제어값(op1)만으로 유압제어기(16)를 제어하여 노내 압력을 제어하는 것이 아니라, 열연 가열로의 출측 도어(6)가 개방됨에 따라 필연적으로 발생되는 외란에 기인한 압력변동량을 미리 계산하고, 그 압력변동량에 대한 보상을 상기 유압제어기(16)의 제어시에 적용하여 노내 압력을 제어하도록 한다. 상기 출측 도어(6) 개방시 발생되는 외란을 동적으로 보상하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어의 경우 열연 가열로의 노내 압력을 제어하는 배가스용 댐퍼(2)의 비선형 특성을 보상해 주어 선형화된 특성으로 제어할 수 있게 한다.
이를 위하여, 외란계산부(14)에서 열연 가열로의 출측 도어(6)의 개방 신호를 수신하면, 상기 출측 도어(6)의 개방으로 인해 필연적으로 발생하는 외란값을 계산하여 이를 외란 동특성 보상부(21)로 출력한다. 이때 상기 외란계산부(14)는 상기 출측 도어(6)의 개방후 얼마간의 시간 지연후에 상기 외란값을 계산한다. 이러한 시간지연은 하기에서 다시 설명한다. 상기 외란 동특성 보상부(21)는 상기 배가스용 댐퍼(2)의 조작을 통한 노내 압력 제어시에 상기 외란에 의한 압력변동값을 보상하기 위한 외란 동특성 보상값(op2)을 결정한다. 이러한 외란 동특성 보상값(op2)은 상기 배가스용 댐퍼(2)를 조작하는 유압제어기(16)를 제어함에 있어 상기 외란에 의한 압력변동값을 고려하여 제어하도록 하기 위한 것이다.
상기 외란 동특성 보상부(21)에서 출력되는 외란 동특성 보상값(op2)은 합산부(13)로 입력된다. 이때 상기 외란 동특성 보상부(21)는 소정의 시간이 경과한 후에 상기 외란 동특성 보상값(op2)을 상기 합산부(13)로 전송한다. 이는 외란 발생 후 상기 외란을 보상해 주는 시기를 결정하기 위한 것으로서 상기 시간은 하기에서 다시 설명한다. 이어, 상기 합산부(13)는 상기 PID 제어부(12)에서 출력된 PID 제어값(op1) 및 상기 외란 동특성 보상부(21)에서 출력된 외란 동특성 보상값(op2)을 합산하여 새로운 노압 제어 신호(op)를 출력한다. 상기 새로운 노압 제어신호(op) 는 노내 압력 설정값과 노내 압력 검출값의 편차에 따른 PID 제어값에 상기 출측 도어(6)의 개방에 따른 외란 동특성 보상값이 합산된 것으로서, 상기 PID 제어값에 의한 노내 압력 제어시에 상기 외란 동특성 보상값을 미리 고려하여 노내 압력을 제어함으로써 상기 출측 도어(6)의 개방시에 노내 압력변동을 방지하여 노내 압력을 안정적으로 제어하기 위한 것이다.
상기 합산부(16)에서 출력되는 새로운 노압 제어신호는 출력보상부(22)로 입력된다. 상기 출력보상부(22)는 상기 새로운 노압 제어신호를 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이 비선형의 형태(a)를 갖는 배가스용 댐퍼(2)의 동작 특성을 선형의 형태(b)로 변환하도록 유압제어기(16)로 제어신호를 출력한다. 도 3은 본 발명에 따른 배가스용 댐퍼(2)의 동작 특성을 나타낸 예시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배가스용 댐퍼(2)는 비선형적인(a) 동작 특성을 갖는다. 이러한 비선형적인 동작 특성에 의해 상기 배가스용 댐퍼(2)의 개도가 결정되어 제어불안정이 발생되고 노내 압력 변동이 발생된다. 따라서, 상기 출력보상부(22)에서는 상기 새로운 노압 제어신호를 이용하여 상기 배가스용 댐퍼(2)가 비선형적인 동작 특성(a)에서 선형적인 동작 특성(b)으로 동작할 수 있도록 상기 유압제어기(16)를 제어하는 신호를 출력한다. 상기 유압제어기(16)는 이러한 출력보상부(22)에서 출력되는 제어신호를 수신하고 상기 제어신호에 따라 상기 배가스용 댐퍼(2)가 선형적인 동작특성으로 조작될 수 있도록 제어한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법을 보이는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 열연 가열로 내의 노내 압력을 노내압력 검출기(1)에서 검출한다(S400). 편차계산부(11)에서는 상기 검출된 노내 압력값과 미리 설정된 노내 압력 설정값을 비교하여 그 편차를 계산한다(S402). PID 제어부(12)에서는 상기 편차에 대응되는 PID 제어값을 계산하여 출력한다(S404). 상기 PID 제어값은 상기 편차를 줄이도록 하기 위하여 상기 편차에 상응하여 배가스용 댐퍼(2)의 동작을 제어하는 유압제어기(16)에 대한 제어값이다.
이어, 상기 열연 가열로에서 가열된 슬라브를 밖으로 추출하기 위하여 출측 도어(6)를 개방하였는지를 판단한다(S406). 만약 상기 출측 도어(6)가 개방되지 않았으면 상기 S404단계로 되돌아 가서 재차 노내압력을 검출한다(S400). 그러나 상기 출측 도어(6)가 개방되었으면 상기 출측도어(6)의 개방시점에서 일정시간(D초)동안 대기한 후(S408), 상기 출측도어(6)의 개방으로 인해 필연적으로 발생될 외란에 의한 압력변동을 보상하기 위한 외란 동특성 보상값(op2)을 계산한다(S410). 상기 외란 동특성 보상은 상기 출측 도어(6)의 개방으로 인해 발생되는 외란에 의한 압력변동에 대한 보상을 상기 유압제어기(16)의 제어시에 적용하기 위한 것이다. 이러한 외란 동특성 보상에 의한 상기 유압제어기(16)의 제어를 통해 상기 가열로의 노내 압력을 제어하는 배가스용 댐퍼(2)의 비선형 특성을 보상해 주어 상기 배가스용 댐퍼(2)가 선형화된 특성으로 동작할 수 있도록 한다. 따라서 상기 PID 제어값을 이용하여 유압제어기(16)를 제어할 때 상기 외란 동특성 보상을 적용하여 상기 유압제어기(16)를 제어함으로써 상기 배가스용 댐퍼(2)의 선형 동작 특성을 얻을 수 있게 되어 노내 압력을 안정적으로 제어할 수 있게 된다.
상기 외란 동특성 보상값(op2)은 하기 수학식1과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112006077453275-pat00003
여기서, S는 전달함수, K는 게인, τ는 시정수이다.
상기 수학식1에서, 상기 게인 K는 외란 발생시 상기 외란으로 인한 압력변동에 대한 보상의 크기를 나타내고, 상기 시정수 τ의 크기에 따라 압력변동의 응답이 안정상태 (steady state)로 진입하는 시간이 달라진다. 예를 들어 시정수 τ가 1이면 게인이 10일 때 그 10의 63.3%에 도달할 때까지의 시간이 1초 걸린다는 것을 의미한다. 그리고 시정수 τ가 10이면 그 10의 63.3%에 도달할 때까지의 시간이 10초 걸린다는 것을 의미한다. 즉, 시정수가 크면 응답시간이 늦어지게 된다. 따라서 시정수의 크기에 따라 외란 동특성이 변하게 된다.
상기 S410단계에서 외란 동특성 보상값(op2)이 계산되면 소정 시간(A초)이 경과하였는지를 판단하고(S412), 상기 소정 시간(A초)이 경과되었으면 상기 계산된 외란 동특성 보상값(op2)을 0(zero)로 설정한 후(S414) 다음 단계인 S418단계로 진행하고, 상기 소정 시간(A초)이 경과되지 않았으면 상기 계산된 외란 동특성 보상값(op2)을 그대로 유지하여(S416) 다음 단계인 S418단계로 진행한다.
상기 S418단계에서는 상기 계산된 PID 제어값(op1)과 상기 외란 동특성 보상값(op2)을 합산하여 새로운 제어신호(op)를 출력한다(S418). 상기 새로운 노압 제 어신호(op)는 노내압력 설정값과 검출값의 편차에 따른 PID 제어값(op1)에 상기 출측 도어(6)의 개방에 따른 외란 동특성 보상값(op2)이 합산된 것으로서, 상기 PID 제어값(op1)에 의한 노내 압력 제어시에 상기 외란 동특성 보상값(op2)을 고려하여 노내 압력을 제어함으로써 상기 출측 도어(6)의 개방시에 외란에 의한 노내 압력변동을 방지하여 노내 압력을 안정적으로 제어하기 제어신호이다.
상기 새로운 노압 제어신호(op)를 이용하여 유압제어기(16)를 제어하되, 비선형적인 동작 특성을 갖는 배가스용 댐퍼(2)가 선형적인 동작 특성으로 동작하도록 상기 배가스용 댐퍼(2)를 조작하는 유압제어기(16)를 제어한다(S420). 이로써 상기 유압제어기(16)에서 상기 배가스용 댐퍼(2)가 선형적인 동작 특성으로 동작하도록 조작하고(S424), 이로써 가열로 노내 압력을 제어하게 된다(S426).
상기 배가스용 댐퍼(2)의 선형 특성 보상을 위한 제어값(opC)은 하기 수학식2와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112007058401942-pat00012
여기서, n은 1이상의 정수이다. 보다 구체적으로는 n은 상기 수학식2를 반복적으로 계산할 때 사용되는 횟수를 나타낸다. 따라서, 상기 수학식2에서는 현재 횟수인 n번째 연산값을 다음 횟수인 n+1번째 연산값에 반영하고 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 하기 표1과 같이 상기 새로운 제어신호(op)와 상기 배가스용 댐퍼(2)의 선형 특성 보상을 위한 제어값(opC)의 관계가 있다. 이러한 관계는 일 실시형태에 불과하며 사용자나 가열로의 조건에 따라 변경될 수 있다.
op (%) opC (%)
0 0
25 63
50 85
75 96
100 100
또한, 상기 S408단계에서 일정시간(D초)이 경과하였는지를 판단하는 이유는 가열로의 출측 도어(6)가 개방된 시점에 외란에 의한 보상을 출력하는 것이 아니라 설정된 시간이 경과한 후에 외란에 의한 보상을 출력하기 위한 것이다. 왜냐하면 가열로의 출측 도어(6)가 개방된 시점에서 바로 외란에 의한 압력변동이 발생되는 것이 아니라 일정시간이 경과한 후에 발생하기 때문에 이 시점을 고려하여 외란에 의한 보상을 출력하는 것이 바람직하기 때문이다. 나아가, 상기 S412단계에서 소정 시간(A초)이 경과하였는지를 판단하는 이유는 가열로의 출측 도어(6)가 개방된 시점으로부터 어느 정도의 정해진 시간 이후에는 외란에 의한 노내 압력 변동이 이미 발생하였기 때문에 외란 동특성 보상값을 적용하지 않고 PID 제어값으로만 배가스용 댐퍼(2)를 조작하고, 상기 정해진 시간 이내에는 외란에 의한 노내 압력 변동이 발생하기 전이므로 상기 외란 동특성 보상값을 적용하여 노내 압력을 제어하는 것이 바람직하기 때문이다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 상기한 제어인자들을 가열로의 균압시에 하기 표2와 같이 설정할 수 있다. 이러한 설정은 본 발명의 일 실시형태에 불과하며 사용자나 가열로의 조건에 따라 변경될 수 있다.
제어인자 균압시
D (지연시간) 2초
K (게인) 10
τ(시정수) 4초
A (적용시간) 1초
도 5는 본 발명의 적용 전,후에 따른 가열로 노내 압력 제어결과를 나타낸 그래프이다.
도 5의 (a)는 본 발명의 적용 전,후에 따른 출측 도어 개방시 외란의 보상 출력 결과를 나타낸 것이며, 도 5의 (b)는 본 발명의 적용 전,후에 따른 노내 압력 변동폭의 결과를 나타낸 것이다. 도 5의 (a)에서, 본 발명의 적용 전에는 출측 도어 개방시점에 배가스용 댐퍼(2)의 출력이 급변하였으나, 본 발명의 적용 후에는 출측 개방시점에도 상기 배가스용 댐퍼(2)의 출력은 안정되게 제어됨을 알 수 있다. 또한, 도 5의 (b)에서, 본 발명의 적용 전에는 노내 압력 변동폭이 12℃이었으나, 본 발명의 적용 후에는 8℃으로 개선됨을 알 수 있다.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 가열로 조업에서 출측 도어의 개방시 필연적으로 발생되는 노내 압력변동 외란을 사전에 검출하여 최적의 외란 동특성 보상을 수행하고 배가스용 댐퍼 출력을 선형화 함으로써 가열로 내부의 압력을 안정적으로 제어할 수 있고 노내 압력 및 온도의 변동폭을 크게 줄일 수 있다.

Claims (6)

  1. 비선형 동작 특성을 갖는 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하여 내부의 압력을 제어하는 가열로에서의 노내 압력 제어방법에 있어서,
    가열로의 노내 압력을 검출하고 상기 노내 압력 검출값과 미리 설정된 노내 압력 설정값의 편차값을 계산하여 상기 편차값을 줄이기 위한 PID 제어값(op1)을 계산하는 제1단계;
    상기 가열로의 출측 도어 개상시 상기 출측 도어의 개방에 따른 외란에 의한 압력변동을 동적으로 보상하기 위한 외란 동특성 보상값(op2)을 산출하는 제2단계;
    상기 PID 제어값(op1)과 외란 동특성 보상값(op2)의 합산값(op=op1+op2)을 이용하여 상기 배가스용 댐퍼가 선형적인 동작특성으로 동작하도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하기 위한 제어값(opC)을 계산하는 제3단계; 및
    상기 계산된 제어값(opC)을 이용하여 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하여 상기 가열로 노내 압력을 제어하는 제4단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외란 동특성 보상값(op2)은 하기 수학식을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법.
    Figure 112006077453275-pat00005
    (여기서, S는 전달함수, K는 게인, τ는 시정수)
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계 이후에,
    상기 소정의 시간이 경과된 경우 상기 외란 동특성 보상값(op2)을 0으로 설정하고, 상기 소정의 시간이 경과되지 않은 경우 상기 외란 동특성 보상값(op2)을 그대로 유지하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하기 위한 제어값((opC)은 하기 수학식을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법.
    Figure 112007058401942-pat00013
    (여기서, n은 1 이상의 정수임)
  5. 제1항에 있어서, 상기 PID 제어값(op1)은,
    상기 계산된 편차값을 줄이도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하는 값인 것을 특징으로 하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 외란 동특성 보상값(op2)은,
    상기 출측 도어의 개방으로 인해 발생되는 외란에 의한 압력변동을 줄이도록 상기 배가스용 댐퍼의 개폐를 제어하는 값인 것을 특징으로 하는 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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