KR100833058B1 - Control method of vibration pattern on alloy weighing process using fuzzy control - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 합금철 계근 설비의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도1 is a perspective view schematically showing the configuration of a general ferroalloy weighing facility
도 2는 종래의 바이브레이션 패턴 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도Figure 2 is a flow chart schematically showing a conventional vibration pattern control method
도 3은 종래의 진동 제어 패턴을 나타낸 그래프3 is a graph showing a conventional vibration control pattern
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 퍼지 제어를 이용한 바이브레이션 패턴 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도4 is a flowchart schematically illustrating a vibration pattern control method using fuzzy control according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 퍼지제어부에 의한 바이브레이션 패턴 제어에 따른 바이브레이터의 작동과정을 흐름을 나타낸 흐름도5 is a flowchart illustrating an operation process of the vibrator according to the vibration pattern control by the purge controller of FIG. 4.
도 6은 도 4의 퍼지 집합에 대한 소속함수를 나타낸 그래프6 is a graph showing the membership function for the fuzzy set of FIG.
도 7은 도 4의 퍼지제어부에 의한 바이브레이션 제어 패턴을 나타낸 그래프7 is a graph illustrating a vibration control pattern by the fuzzy controller of FIG. 4.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 빈 2 : 핀1: empty 2: pin
3 : 슬로프 4 : 바이브레이터 3: slope 4: vibrator
5 : 웨잉카 6 : 로드셀5: weinka 6: load cell
7 : 바이브레이션 컨트롤러 8 : 인디케이터 7: Vibration Controller 8: Indicator
9 : 프로그래머블 로직 컨트롤러 14 : 사용자인터페이스 22 : 퍼지 제어부9 programmable logic controller 14 user interface 22 fuzzy control
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20 : 본 발명의 프로그래머블 로직 컨트롤러 20: programmable logic controller of the present invention
본 발명은 퍼지 제어를 이용한 합금철 계근 공정의 바이브레이션 패턴 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빈(Bin)으로부터 웨잉카(Weighing Car)로 합금철을 투입함에 있어, 정교하고 정확한 비율로 합금철을 투입할 수 있게 하여 제강 공정에서의 합금철의 비율을 정확하고 정교하게 맞춤으로서, 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 합금철의 낭비를 방지하여 생산 원가를 감소시킬 수 있도록 한 퍼지 제어를 이용한 합금철 계근 공정의 바이브레이션 패턴 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling the vibration pattern of the ferroalloy reinforcement process using fuzzy control, and more particularly, to ferroalloy iron from bin to weighing car. By precisely and precisely adjusting the proportion of ferroalloy in the steelmaking process, which not only improves the quality of the produced product, but also prevents waste of ferroalloy and reduces production costs. The vibration pattern control method of the used ferroalloy weighing process is related.
일반적으로 제강 공정 중 첨가되는 합금철은 생산하고자 하는 강의 용도에 맞게 정확한 비율로 첨가하여야 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 생산 원가도 적정하게 유지할 수 있게 된다.In general, the ferroalloy added during the steelmaking process should be added at the correct ratio according to the purpose of the steel to be produced to not only improve the quality of the produced product but also maintain the production cost properly.
합금철의 비율을 정확히 조절하는 것은 합금에 사용되는 합금철의 중량을 정확히 맞춤으로서 가능하며, 합금철 생산 라인은 심한 분진 및 소음 등으로 작업환경이 매우 열악하므로, 합금철 계근 공정, 즉, 합금철의 중량을 측정하여 첨가하는 공정은 자동화 시스템이 구축되어 있다. It is possible to precisely adjust the ratio of ferroalloy by precisely adjusting the weight of ferroalloy used in the alloy, and the ferroalloy production line has a very poor working environment due to heavy dust and noise, so that the ferroalloy process, that is, the alloy An automated system has been established for the process of adding and weighing iron.
도 1은 일반적인 합금철 계근 설비의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도로서, 빈(Bin, 1)은 합금철을 임시로 저장하는 저장소이며, 합금철의 낙하량을 조절하는 여러 개의 핀(Pin, 2)과 아래쪽의 경사진 슬로프(Slope, 3)로 구성되며, 빈(1)에 부착된 바이브레이터(Vibrator, 4)를 진동하여 슬로프(3)에 쌓여있는 합금철을 조금씩 떨어냄으로써, 합금철을 웨잉카(Weighing Car, 5)에 담게 된다. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a general ferroalloy facility, Bin (1) is a reservoir for temporarily storing ferroalloy, a plurality of pins (Pin, 2) to control the fall amount of ferroalloy It consists of a
상기 웨잉카(Weighing Car, 5)는 여러 종류의 합금철을 담아 최종적으로 고로에 투입하도록 설계된 무인 운송수단이며, 웨잉카(5)에 설치된 로드셀(Load Cell, 6)를 이용하여 낙하되는 합금철의 중량 데이터를 수집하고 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC,Programmable Logic Controller, 9)로 전달한다. The weighing car (Weighing Car, 5) is an unmanned transportation means designed to finally put into the blast furnace containing various types of ferroalloy, and the ferroalloy is dropped by using a load cell (Load Cell, 6) installed in the weing car (5) Data is collected and passed to a programmable logic controller (PLC).
상기 로드셀(6)에서 수집된 정보는 인디케이터(Indicator, 8)를 통하여 작업자와 프로그래머블 로직 컨트롤러(9)로 전달되며, 웨잉카(5)는 합금철을 담고 있는 여러 개의 빈 중에서 필요한 빈(1)으로 이동하여 합금철을 담는 작업을 반복하게 된다.The information collected by the
상기 바이브레이터(4)는 프로그래머블 로직 컨트롤러(9)에 의해 제어되는 바이브레이터 컨트롤러(Vibrator Controller, 7)에 의해 구동되며, 일반적으로 자동화된 합금철 투입 설비에서는, 웨잉카(5)로 합금철을 자동 투입하기 위해서 빈(1)과 연결된 바이브레이터(4)의 진동 강도를 제어하는 방법을 사용하며, 프로그래머블 로직 컨트롤러(9)에서는 웨잉카(5)에 설치된 로드셀(6)로부터 전달받은 중량데이터 정보를 바탕으로 목표 중량에 도달할 때까지 바이브레이터의 진동강도를 조절하게 된다.The
도 2는 종래의 바이브레이션 패턴 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도로서, 종래의 바이브레이터의 바이브레이션 패턴을 제어하는 방법은 합금철의 목표 투입중량을 사용자인터페이스(HMI,Human-Machine interface, 14)에 입력하고; 웨잉카(5)의 로드셀(6)을 통해 웨잉카(5)에 투입된 합금철의 중량을 측정한 후,; 상기 측정된 투입중량데이터를 인디케이터(8)를 통해 프로그래머블 로직 컨트롤러(9)로 전달하면; 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러(9) 내부의 시퀸스 제어부(9a)에서 상기 입력된 목표 투입중량과 측정된 투입중량을 비교하여 바이브레이션 컨트롤러(7)의 진동 강도를 2단계로 조절하여; 상기 조절된 진동 강도 조건에 따라 바이브레이션 컨트롤러(7)가 바이브레이터(4)를 진동시킴으로서 바이브레이터(4)의 진동강도를 조절하게 된다.2 is a flow chart schematically showing a conventional vibration pattern control method, in which a method for controlling a vibration pattern of a conventional vibrator inputs a target input weight of ferroalloy into a user interface (HMI) 14; After measuring the weight of the ferroalloy introduced into the
상기 바이브레이터의 진동강도를 조절함에 있어, 기존의 방식은, 상기와 같이 바이브레이터(4)의 진동강도를 2단계로 설정하였으며, 도 3에 도시된 종래의 진동 제어 패턴을 나타낸 그래프에서 알 수 있듯이, 웨잉카(5)에 투입된 합금철의 중량이 목표 중량과 차이가 많이 나는 경우에는 높은 진동 강도(High Vibration)를 유지하며, 목표 중량에 근접한 경우에는 낮은 진동 강도(Low Vibration)을 유지하고, 목표 중량에 도달하는 순간 바이브레이터(4)의 진동을 멈추게 하는 설정으로 구성되었다.In adjusting the vibration intensity of the vibrator, the conventional method, the vibration intensity of the vibrator (4) was set in two stages as described above, as can be seen in the graph showing the conventional vibration control pattern shown in FIG. If the weight of the ferroalloy introduced into the
그러나 상기와 같이 진동 강도를 2단계로 설정하는 방식은 합금철의 투입 오차를 증가시킬 뿐만 아니라, 작업자의 경험에 전적으로 의존하므로, 합금철 투입 오차 및 투입 시간을 최적화하기 어려운 문제점이 있었다.However, the method of setting the vibration strength in two stages as described above not only increases the input error of ferroalloy, but also depends entirely on the operator's experience, and thus, it is difficult to optimize the ferroalloy input error and the input time.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 진동 강도를 3단계 이상으로 세분화하려는 시도가 있었으나, 이는 작업자가 설정해야하는 파라미터(Parameter)의 양이 증가하게 되어, 효과적인 제어를 위해서는 많은 시행착오를 거쳐야하고 그에 따라 많은 시간과 인력 및 원료의 낭비가 발생 되는 등의 문제점이 있었다.On the other hand, in order to solve the above problems, there have been attempts to subdivide the vibration intensity into three or more stages, but this increases the amount of parameters to be set by the operator, which requires a great deal of trial and error for effective control. Accordingly, there was a problem such as waste of a lot of time and manpower and raw materials.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특히, 본 발명은 프로그래머블 로직 컨트롤러 내부에 퍼지 제어부를 추가하여 퍼지 제어에 의해 바이브레이션 패턴을 자동으로 생성하게 함으로서, 제강 공정에서의 합금철의 비율을 정확하고 정교하게 맞춤에 따라 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 합금철의 낭비를 방지하여 생산 원가를 감소시킬 수 있도록 하는 퍼지 제어를 이용한 합금철 계근 공정의 바이브레이션 패턴 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and in particular, the present invention adds a fuzzy control unit inside a programmable logic controller to automatically generate a vibration pattern by fuzzy control, thereby accurately adjusting the ratio of ferroalloy in the steelmaking process. The purpose of the present invention is to provide a vibration pattern control method of ferroalloy reinforcing process using fuzzy control that not only improves the quality of the product produced according to the precise and custom fit, but also prevents waste of ferroalloy and reduces production cost. .
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 프로그래머블 로직 컨트롤러 내부에 퍼지 제어부를 추가하는 퍼지 제어를 이용한 합금철 계근 공정의 바이브레이션 패턴 제어 방법이다.A feature of the present invention for achieving the above object is a method of controlling the vibration pattern of the ferroalloy retardation process using a purge control to add a purge control in the programmable logic controller.
상기 본 발명의 특징에 의한 퍼지 제어부는, 입력변수로서 합금철의 목표 투입중량(R)과 시간(tn)에 따라 웨잉카에 투입된 투입중량(Rtn)의 차이를 나타내는 합금철의 투입잔량(R-Rtn)과, 상기 투입잔량(R-Rtn)에 따른 합금철의 중량 변화량(△R) 을 사용하고, 출력변수로서 바이브레이터의 진동강도(V)를 사용하는 실시예를 구성할 수 있다.The purge control unit according to a feature of the present invention is an input variable amount of ferroalloy representing the difference between the target input weight (R) of the ferroalloy and the input weight (R tn ) input to the weeing car according to the time (t n ). An embodiment in which (RR tn ) and the weight change amount ΔR of ferroalloy according to the input residual amount RR tn is used, and the vibration intensity V of the vibrator is used as an output variable.
상기 실시예에서 입력변수 및 출력변수는, 각 변수에 대한 퍼지 언어 집합을 5단계로 나누는 실시예를 구성할 수 있다.In the above embodiment, the input variable and the output variable may be configured to divide the fuzzy language set for each variable into five levels.
또한, 상기 실시예에서 투입잔량(R-Rtn)은, 투입잔량(R-Rtn)에 대한 퍼지언어 집합 중 매우작음(VS)은 최소 잔량 값으로 미리 설정하고, 작음(S)과 매우큼(VB)은 사용자인터페이스를 통해 입력하며, 나머지 퍼지 언어의 집합은 퍼지 연산을 통해 자동 계산하는 실시예를 구성할 수 있다.Further, the input level (RR tn) In the above embodiment, the input level is very small of the fuzzy set of languages for the (RR tn) (VS) is pre-set to the minimum level value, and small (S) and very large (VB) Is input through a user interface, and the remaining set of fuzzy languages may be configured to automatically calculate through fuzzy operations.
또한, 상기 실시예에서 진동강도(V)는, 싱글톤(Single tone) 함수를 사용하여 제어연산을 간략화하는 실시예를 구성할 수 있다.In addition, in the above embodiment, the vibration intensity V may constitute an embodiment in which a control operation is simplified by using a single tone function.
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and effect of the preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 퍼지 제어를 이용한 바이브레이션 패턴 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도로서, 본 발명의 바이브레이션 패턴 제어방법은 로드셀(6, 도 1참고)에서 측정된 투입중량 데이터는 인디케이터(8, 도 1참고)를 통해 프로그래머블 로직 컨트롤러(20)로 전달되며, 프로그래머블 로직 컨트롤러(20)에서는 시스템 관리를 위한 퍼지 제어부(Fuzzy Control Part, 22)를 통해, 바이브레이션 패턴을 자동 생성하게 되고, 작업자는 중앙처리장치의 사용자인터페이스(14)를 통해, 퍼지제어에 필요한 파라미터를 입력하도록 한다. 4 is a flowchart schematically illustrating a vibration pattern control method using a purge control according to an embodiment of the present invention. In the vibration pattern control method of the present invention, the input weight data measured by the load cell 6 (see FIG. 1) is an indicator. (8, see FIG. 1) is delivered to the
상기 프로그래머블 로직 컨트롤러(20)의 퍼지제어부(22)의 연산 결과는 바이브레이션 컨트롤러(7, 도 1참고)에 전달되어, 구동부인 바이브레이터(4, 도 1참고)을 구동하게 된다. The operation result of the fuzzy controller 22 of the
도 5는 상기 퍼지제어부에 의한 바이브레이션 패턴 제어에 따른 바이브레이터의 작동과정을 흐름을 나타낸 흐름도로서, 상기 퍼지 제어부(22)는 입력변수로서 합금철의 목표 투입중량(R)과 시간(t1,t2,t3,...,,tn)에 따라 웨잉카에 투입된 투입중량(Rt1,Rt2,Rt3,...,Rtn)의 차이를 나타내는 합금철의 투입잔량(R-Rt1,R-Rt2,R-Rt3,...,R-Rtn)과 상기 각 투입잔량(R-Rt1,R-Rt2,R-Rt3,...,R-Rtn)에 따른 합금철의 중량 변화량(△R)을 사용하고, 출력변수는 바이브레이터의 진동 강도(V)를 사용한다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process of the vibrator according to the vibration pattern control by the purge controller, wherein the purge controller 22 is a target input weight (R) and time (t 1 , t) of ferroalloy as input variables. The residual amount of ferroalloy (RR t1 ) representing the difference between the input weights (R t1 , R t2 , R t3 , ..., R tn ) input to the Weiker according to 2 , t 3 , ... ,, t n ) , RR t2 , RR t3 , ..., RR tn ) and the weight change amount ( ΔR ) of ferroalloy according to each of the residual amounts (RR t1 , RR t2 , RR t3 , ..., RR tn ) , The output variable uses the vibration intensity (V) of the vibrator.
또한, 합금철의 상기 각 투입잔량(R-Rtn)과, 그에 따른 합금철의 중량 변화량(ΔR)은 각각 단위가 Kg인 중량을 나타내며, 바이브레이터의 진동 강도(V)는 바이브레이터의 최대 진동 강도를 100%로 하고, 바이브레이터가 진동을 멈췄을 때의 강도를 0%로 할 때, 0~100% 사이의 수를 나타낸다. In addition, each of the input residual amount (RR tn ) of the ferroalloy and the weight change amount (ΔR) of the ferroalloy, respectively, represents a weight in units of Kg, the vibration intensity (V) of the vibrator is the maximum vibration intensity of the
상기 퍼지 제어부(22)의 출력은 바이브레이션 컨트롤러(7)에 전달되며, 바이브레이션 컨트롤러(7)는 바이브레이션 강도에 상응하는 전압 값을 출력으로 내보내어 바이브레이터(4)를 구동시키게 되고, 상기 바이브레이터의 진동에 의해 빈(1)으 로부터 낙하 된 합금철의 중량은 웨잉카(5)에 부착된 로드셀(6)에 의해 측정되어 다시 퍼지 제어부(22)의 입력 값으로 사용된다. The output of the purge control unit 22 is transmitted to the
상기와 같이 입력변수와 출력변수가 정해지면 각 변수에 대한 퍼지 언어 집합을 결정해야 하는데, 합금철 투입잔량(R-Rtn)과 중량의 변화량(ΔR), 바이브레이터 진동 강도(V)에 대한 퍼지 언어 집합은 다양한 수로 세분하여 나눌 수 있으나, 매우작음(VS,Very Small), 작음(S,Small), 중간(M,Middle), 큼(B,Big), 매우큼(VB,VeryBig)의 5단계로 나누는 것이 가장 바람직하다.When the input and output variables are determined as described above, the fuzzy language set for each variable should be determined. The fuzzy language set for the ferroalloy residual amount (RR tn ), the change in weight (ΔR), and the vibrator vibration intensity (V) Can be subdivided into various numbers, but it is divided into 5 stages of very small (VS, Small Small), small (S, Small), middle (M, Middle), large (B, Big), and very large (VB, Very Big). It is most desirable to divide.
상기의 퍼지 제어부에서 사용되는 입력변수인 투입잔량(R-Rtn), 중량의 변화량(ΔR)과 출력변수인 바이브레이션 강도(V)의 소속함수(Membership Function)를 결정하기 위하여 하기 표 1과 같은 작업자 사용 환경을 제공한다.In order to determine the membership function of the input residual amount (RR tn ), the change in weight (ΔR), and the vibration intensity (V), which are the input variables used in the fuzzy control unit, as shown in Table 1 below. Provide an environment.
표 1. 소속함수 결정을 위한 작업자의 사용 환경Table 1. Worker's Environment for Determination of Membership Function
상기 표 1에서 높은 바이브레이션(High Vibration)은 출력 변수에 대한 퍼지 언어 집합 중 매우큼(VB,VeryBig)를 의미하고, 낮은 바이브레이션(Low Vibration)은 작음(S,Small)을 의미한다. 또한, 높은 중량(High Weight)은 입력변수인 합금철 투입잔량(R-Rtn)에 대한 퍼지 언어 집합 중 매우큼(VB,VeryBig)을 의미하며, 낮은 바이브레이션(Low Vibration)은 작음(S,Small)을 의미하고, 도 6에 도시된 바와 같이 입출력 변수에 대한 나머지 퍼지 집합의 소속함수는 퍼지제어부에 의해 자동으로 설정되며, 구체적으로 살펴보면,In Table 1, High Vibration means very large (VB, VeryBig) among fuzzy language sets for output variables, and Low Vibration means small (S, Small). In addition, high weight means very large (VB, VeryBig) among the fuzzy language sets for the input variable ferroalloy (RR tn ), and low vibration is small (S, Small). As shown in FIG. 6, the membership function of the remaining fuzzy set for the input / output variable is automatically set by the fuzzy controller, and in detail,
도 6의 첫 번째 그래프에서, 매우큼(VeryBig, 표1에서 높은 중량에 해당)과 작음(Small, 표 1에서 낮은 중량에 해당)은 작업자에 의해 그 값이 설정되며, 매우게 되며, 매우작음(Very Small)값은 2kg으로 설정되어 있는데, 이는 바이브레이션이 중단되더라도 잔여 진동에 의해 최대 +2kg의 오차가 생기기 때문이며, 경험적으로 설정된 값이고, 작업자에 의해 작음(Small)과 매우큼(Very Big)이 설정되어지므로, 각 소속함수식은 다음과 같이 삼각형 그래프 식이 된다.In the first graph of FIG. 6, very large (VeryBig, corresponding to high weight in Table 1) and small (Small, corresponding to low weight in Table 1) are set by the operator and are very small, very small The (Very Small) value is set to 2kg, because the error is up to + 2kg due to the residual vibration even when the vibration is stopped.It is empirically set and is small and very big by the operator. Since is set, each membership function becomes a triangular graph expression as follows.
(VB : VeryBig 세팅값)(VB: VeryBig setting value)
두 번째 그래프의 경우에는 작업자에 의한 별도의 작업없이 합금철의 중량을 감안하여 미리 설정된 값을 사용하도록 하였으며, 최대(Very Big, 10kg), 최소(Very Small, 1kg)를 설정하고, 작음(Small), 중간(Medium), 큼(Big)은 0 ~ 매우큼(VeryBig)값 사이를 n 등분하여 상기와 같은 삼각형 그래프 식으로 표현하게되며,In the case of the second graph, the preset value is used in consideration of the weight of ferroalloy without additional work by the operator, and the maximum (Very Big, 10kg) and the minimum (Very Small, 1kg) are set and small (Small). ), Medium, and Big are expressed by triangular graph as above by dividing n between 0 and VeryBig.
세 번째 그래프는 표1에서 작업자가 작음(Small, 표1에서 낮은 바이브레이션에 해당)과 매우큼(VeryBig, 표1에서 높은 바이브레이션에 해당)을 설정하고, 중 간(Medium)과 큼(Big)은 그 중간 값이 됩니다. 매우큼(VerySmall)의 경우, 바이브레이션 중단을 의미하며, 자연히 ZERO 값이 되며, 진동 강도 함수는 싱글톤(Single tone) 함수가 된다.The third graph sets the operator in Table 1 to be small (Small, corresponding to low vibration in Table 1) and very large (VeryBig, corresponding to high vibration in Table 1), with Medium and Big being That is the middle value. In the case of VerySmall, it means that the vibration is stopped, and it is naturally a ZERO value, and the vibration intensity function becomes a single tone function.
상기 싱글톤(Single tone) 함수는 특별한 함수식 없이, 해당 바이브레이션 강도에서 소속정도가 1임을 정의하는 함수이다.The single tone function is a function defining that the degree of belonging is 1 in the corresponding vibration intensity without a special function.
또한, 합금철의 투입 잔량(R-Rtn)이 특정한 값 이하인 경우에는 바이브레이터의 진동 강도를 매우작음(VS,Very Small)로 설정하며, 이는 바이브레이터의 진동을 멈추더라도 잔여 진동에 의해 추가로 낙하되는 합금철이 있기 때문에 최종 목표량에 도달하기 이전에 바이브레이션을 중단하기 위한 것이다.In addition, when the input residual amount (RR tn ) of ferroalloy is less than a certain value, the vibration intensity of the vibrator is set to very small (VS, Very Small), which is an alloy that is further dropped by the residual vibration even if the vibration of the vibrator is stopped. The iron is there to stop the vibration before the final target is reached.
또한, 투입잔량(R-Rtn)의 소속함수 설정에서 작음(S,Small)과 매우작음(VS,Very Small)을 각각 독립적으로 설정함으로서, 투입 잔량(R-Rtn)이 적은, 낮은 중량(Low Weight) 이하인 경우에 보다 정밀한 제어가 가능하게 되며, 그 이유는 작음(Small), 중간(Medium), 큼(Big), 매우큼(VeryBig) 등의 멤버쉽 함수는 도6에서와 같이 서로 오버랩되는 관계를 가게되는데, 이는 퍼지 값을 계산할 때, 각 함수의 소속 정도에 영향을 받게 되므로, 어느 하나의 함수가 진동 강도를 결정하지 못하게 된다.Further, the input level (S, Small) and very small by (VS, Very Small), each set independently, input level (RR tn) is a small, low weight (Low Weight) smaller in membership function setting of (RR tn) In the following cases, more precise control is possible, and the reason is Membership functions such as Small, Medium, Big, and VeryBig have overlapping relations as shown in FIG. 6, which means that each function belongs to each other when calculating fuzzy values. Because of this, any function cannot determine the vibration intensity.
그러나, 작음(Small)과 매우작음(VerySmall)의 경우, 서로 독립적으로 설계되며, 투입잔량이 적은 경우, 전적으로 작음(Small) 함수에 의해서만 진동강도가 영향을 받게 된다. 즉, 매우작음(VerySmall)과 작음(Small)의 구간을 독립적으로 설정한다는 말은, 정밀한 제어가 필요한 구간을 독립적으로 정한다는 의미이며, 이 구간 내에서는 진동에 의해 합금철이 빈(1)으로부터 떨어지기 위한 최소한의 진동강도(Small Vibration으로 세팅됨)만으로 제어가 가능하게 된다.However, small and very small (VerySmall) is designed independently of each other, and when the input residual amount is small, the vibration strength is only affected by the small function entirely. In other words, setting the sections of very small (VerySmall) and small (Small) independently means that the sections requiring precise control are determined independently, and the ferroalloy is separated from the bin (1) by vibration in this section. Control is possible with only minimal vibration intensity (set by Small Vibration).
상기 퍼지 제어부(22)에서 사용된 입력변수인 투입잔량(R-Rtn), 중량의 변화량(ΔR)과 출력변수인 바이브레이션 강도(V) 사이의 퍼지 제어 규칙을 표 2에 나타내었다. Table 2 shows the fuzzy control rules between the input residual amount RR tn , the variation amount ΔR of the input variable, and the vibration intensity V, which is the output variable, used in the purge control unit 22.
표 2. 입력변수 및 출력변수 사이의 퍼지 제어 규칙Table 2. Fuzzy control rules between input and output variables
상기 표 2의 규칙에 의해 바이브레이션 강도에 대한 퍼지 값이 결정되면, 퍼지 제어부는 주어진 규칙에 의해 퍼지추론(Inference)을 수행하며, 본 발명에서는 퍼지추론의 방법으로 맘다니(Mamdani)에 의해 제안되어 공지된 퍼지추론 방법인 맥스-민(Max-Min)법을 사용하였다. When the fuzzy value for the vibration intensity is determined by the rule of Table 2, the fuzzy controller performs fuzzy inference according to the given rule, and in the present invention, it is proposed by Mammdani as a method of fuzzy inference. The Max-Min method, a known fuzzy inference method, was used.
상기와 같이 퍼지제어부에 의해 자동으로 퍼지추론이 끝나면, 비퍼지화(Defuzzification)를 통해 퍼지제어부의 출력을 구해야하는데, 본 발명에서는 공지된 무게중심법(Center of gravity)을 이용하였으며, 이를 통해 바이브레이션 컨 트롤러(7, 도 1참고)에 전달되는 최종 바이브레이션 진동강도(V)가 정해진다. After the fuzzy inference is automatically completed by the fuzzy controller as described above, the output of the fuzzy controller must be obtained through defuzzification. In the present invention, a known center of gravity method is used, and the vibration is achieved. The final vibration vibration intensity (V) delivered to the controller (7, see FIG. 1) is determined.
도 7은 상기와 같이 연산을 수행하는 퍼지제어부에 의한 바이브레이션 제어 패턴을 나타낸 그래프로서, 본 발명에서 사용되는 퍼지제어를 이용한 합금철 계근 공정의 바이브레이션 패턴 제어 방법은 합금철의 종류에 따른 작업자의 파라미터 조정 작업량을 줄이면서도 보다 정확한 합금철 투입이 가능하며, 퍼지 소속함수를 조절함으로서 합금철의 투입 시간과 바이브레이션 강도 제어 패턴을 조절할 수 있고, 그에 따라 합금철 투입 중량 정확도를 보다 높일 수 있다. 7 is a graph showing a vibration control pattern by the fuzzy control unit performing the operation as described above, the vibration pattern control method of the ferroalloy step process using the fuzzy control used in the present invention is a parameter of the operator according to the type of ferroalloy It is possible to input ferroalloy more precisely while reducing the amount of adjustment work. By controlling the fuzzy membership function, it is possible to adjust the ferroalloy time and the vibration intensity control pattern, thereby increasing the ferroalloy weight accuracy.
또한, 진동강도(V)의 소속함수를 싱글톤(Single tone) 방식으로 구현하여 제어 연산을 간략화함으로서, 연산 속도를 높여 보다 정밀한 제어가 가능하게 구성되며, 이로 인해 합금철 생산 공정에서 생산되는 제품의 품질을 높이고, 생산원가를 절감할 수 있게 된다.In addition, by implementing the belonging function of the vibration strength (V) in a single tone method to simplify the control operation, to increase the operation speed is configured to enable more precise control, the product produced in the ferroalloy production process It is possible to improve the quality and reduce the production cost.
이외에도 본 발명인 퍼지 제어를 이용한 합금철 계근 공정의 바이브레이션 패턴 제어 방법은 다양하게 변형실시될 수 있는 것으로, 본 발명의 목적범위를 일탈하지 않는 한, 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 포함되어 해석되어야 한다.In addition, the vibration pattern control method of the ferroalloy weighing process using the present inventors fuzzy control may be variously modified, and the embodiments to be modified are all included in the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention. To be interpreted.
이상의 본 발명에 의하면, 퍼지 제어에 의해 바이브레이션 패턴을 자동으로 생성하게 함으로서, 제강 공정에서의 합금철의 비율을 정확하고 정교하게 맞춤에 따라 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 합금철의 낭비를 방지하여 생산 원가를 감소시킬 수 있게 되는 등의 이점을 얻을 수 있게 된다.According to the present invention, by automatically generating a vibration pattern by purge control, not only improves the quality of the product produced by accurately and precisely tailoring the proportion of ferroalloy in the steelmaking process, but also waste of ferroalloy It is possible to obtain an advantage such that the production cost can be reduced to reduce the production cost.
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