KR100931634B1 - Elongation constant control method by feedback control - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조질압연 과정에서 연신율 피드백 제어에 의해 압연판의 연신율을 일정하게 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 압연판의 연신율을 일정하게 유지하는 방법에 있어서, 압연판의 조질 압연 전의 속도(V1)와 조질 압연 후의 속도(V2)를 측정하여 실적 연신율(εact)을 계산하고, 실적 연신율(εact)과 기준 연신율(εref)의 차(Δε)를 이용하여 압연하중 제어량(ΔP)을 계산하고, 압연하중 제어량(ΔP)을 목표 압연하중에 반영하여 상기 실적 연신율과 상기 기준 연신율의 차가 0이 되도록 압연판을 조질 압연하는 연신율 피드백 제어에 의한 연신율 일정 제어방법으로 이루어진다. 본 발명은 조질 압연 중에 외부적인 요인에 의해 목표로 하는 연신율이 변하는 경우 압연판에 가해진 연신율을 계측하고 목표 연신율과 비교하여 목표 연신율에서 벗어난 양을 피드백 제어를 통해 반영해 줌으로써 연신율을 일정하게 유지하고 압연판이 필요로 하는 기계적 성질을 가질 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
The present invention relates to a method of constantly controlling the elongation of a rolled plate by elongation feedback control in the temper rolling process. In the method of maintaining the elongation of a rolled sheet constantly, the present invention measures the speed (V1) before temper rolling and the speed (V2) after temper rolling of the rolled sheet to determine the actual elongation (ε act ). The rolling load control amount ΔP is calculated using the difference Δε between the actual elongation ε act and the reference elongation ε ref , and the rolling elongation control amount ΔP is reflected in the target rolling load. And an elongation constant control method by elongation feedback control for temper rolling a rolled sheet such that the difference between the reference elongation is zero. The present invention measures the elongation applied to the rolled sheet when the target elongation changes due to external factors during temper rolling, and maintains the elongation constant by reflecting the amount deviating from the target elongation through feedback control in comparison with the target elongation. It provides the effect that the rolled sheet can have the required mechanical properties.
Description
도 1은 종래의 압연하중 일정 제어 방법을 나타내는 개략도;1 is a schematic view showing a conventional rolling load constant control method;
도 2는 압연하중의 변화에 따른 연신율의 변화 특성을 나타내는 그래프;2 is a graph showing the change characteristics of the elongation according to the change of the rolling load;
도 3은 본 발명에 따른 연신율 피드백 제어에 의한 연신율 일정 제어 방법을 나타내는 개략도; 및3 is a schematic diagram showing a method for controlling elongation constant by elongation feedback control according to the present invention; And
도 4는 본 발명에 따른 연신율 일정 제어의 특성을 보여주는 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a computer simulation result showing the characteristic of the elongation constant control according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: SCC 2: 로드 셀1: SCC 2: load cell
3: 푸시업 실린더 4: 압연판3: push up cylinder 4: rolled plate
10, 20: PLC10, 20: PLC
본 발명은 조질 압연기에 적용되는 연신율 일정 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조질압연 과정에서 연신율 피드백 제어에 의해 압연판의 연신율을 일정하게 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a constant elongation control method applied to a temper rolling mill, and more particularly, to a method of constantly controlling the elongation of a rolled plate by elongation feedback control in the temper rolling process.
일반적으로 냉간압연에서 사용되는 조질압연 공정 중에 연신율을 일정하게 유지하여 압연판이 필요로 하는 기계적 성질을 갖도록 하는 것이 중요하다. In general, it is important to maintain a constant elongation during the temper rolling process used in cold rolling to have the mechanical properties required by the rolled sheet.
통상적으로 알려진 조질압연에서의 연신율 제어 방식은 압연하중 일정제어 방식이다. 압연하중 일정 제어 방식에서는 도 1에서와 같이, 조업용 전산기인 SCC(Supervisory Controlled Computer)(1)가 압연판(4)의 목표 연신율에 해당하는 목표 압연하중(Ps,ref)을 계산하여 압연 설비 제어용 PLC(Programmable Logic Controller)(10)로 전달된다. 목표 압연하중은 작업자의 수동개입량(Pm,ref)이 존재할 경우, 수동 개입량과 합산되어 목표 제어량이 된다. PLC(10)에 구성된 피드백 제어 로직은 목표 제어량과 로드 셀(Load cell)(2)에서 측정된 실제 압연하중(Pact)을 비교하여 목표 제어량과 실제 압연하중 간의 오차가 0이 되도록 PI(Proportional and Integral) 제어기 및 이득 K 제어기를 거쳐 일정주기로 푸시업 실린더(3)를 통하여 롤갭(roll gap)을 조절한다. Commonly known elongation control method in temper rolling is a rolling load constant control method. In the constant rolling load control method, as shown in FIG. 1, the SCC (Supervisory Controlled Computer) 1, which is an operation computer, calculates and rolls a target rolling load (P s, ref ) corresponding to a target elongation of the
이러한 종래의 압연하중 일정 제어방식은 압연판(4)의 연신율을 직접 제어하는 것이 아니라 압연하중을 제어하는 방식으로서, 압연도중에 압연하중의 변화가 전혀 없다는 가정하에서 압연하중 제어를 통한 연신율 제어방법이다. 그러나 압연 과정중에 압연하중은 다양한 원인에 의해 변하게 되고, 압연하중이 변함에 따라 연신율도 변하게 된다.The conventional rolling load constant control method is a method of controlling the rolling load rather than directly controlling the elongation of the rolled
연신율과 압연하중은 서로 밀접한 관계가 있다. 도 2는 압연하중의 변화에 따른 연신율의 변화특성을 나타내는 그래프이다. 압연하중이 363톤이고 연신율이 1.7%인 정상압연 도중에 롤갭을 오픈하여 압연하중을 변화시키게 되면 연신율도 변화하게 된다. 압연하중이 334 톤, 291톤으로 차례로 낮아짐에 따라 연신율도 각각 1.5%, 1.35%로 낮아지게 된다. Elongation and rolling load are closely related to each other. 2 is a graph showing the change characteristics of the elongation according to the change of the rolling load. When the rolling load is changed during the normal rolling with a rolling load of 363 tons and an elongation of 1.7%, the elongation also changes. As the rolling load is lowered to 334 tons and 291 tons, the elongation is lowered to 1.5% and 1.35%, respectively.
압연도중에 압연하중이 변화되는 요인에는 여러 가지가 있을 수 있으며, 이를 정상적인 압연구간과 비정상 압연구간으로 나누어 설명하면 다음과 같다. 정상적인 압연구간, 즉 압연속도가 일정속도 이상으로 유지되면서 지속적으로 압연이 실시되는 구간에서는 작업자의 판단에 의해 형상교정을 위한 수동개입(롤갭, 장력, 벤더 등)이 발생되어 압연하중이 변화된다. 한편, 압연초기나 말기와 같이 압연속도의 변화가 심하거나 소재의 재질(강도 혹은 변형저항)변화가 큰 구간을 비정상 압연구간이라하며, 이 구간에서는 작업자의 수동개입이 없어도 압연하중이 변화되므로 필연적으로 연신율의 변화가 나타나게 된다. There may be a number of factors that change the rolling load during the rolling, which will be divided into the normal rolling section and the abnormal rolling section. In the normal rolling section, that is, the rolling speed is maintained above a certain speed and the rolling is continuously performed, manual intervention (roll gap, tension, bender, etc.) for shape correction is generated by the operator's judgment, and thus the rolling load is changed. On the other hand, a section in which the rolling speed changes significantly or the material (strength or deformation resistance) changes largely, such as the beginning or the end of rolling, is called an abnormal rolling section. In this section, the rolling load is inevitable without manual intervention by the operator. The change in elongation will appear.
따라서, 전술한 바와 같이 다양한 원인에 의해 압연과정중에 압연하중이 변하는 경우, 종래의 압연하중 일정 제어방식은 압연도중에 압연하중의 변화가 전혀 없다는 가정하에서 압연하중 제어하기 때문에 연신율을 일정한 값으로 유지하지 못하고, 필요로 하는 기계적 성질을 갖는 강판을 생산할 수 없게 된다.Therefore, as described above, when the rolling load is changed during the rolling process due to various reasons, the conventional rolling load constant control method does not maintain the elongation at a constant value because the rolling load is controlled under the assumption that there is no change in the rolling load during the rolling process. It is not possible to produce a steel sheet having the required mechanical properties.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연신율 측정 및 피드백 제어를 통하여 조질 압연과정 중에 압연하중이 변하더라도 연신율을 일정하게 유지하는 연신율 제어방법을 제공한다.The present invention is to solve the above problems, and provides an elongation control method for maintaining the elongation constant even if the rolling load changes during the temper rolling process through elongation measurement and feedback control.
본 발명은 압연판의 연신율을 일정하게 유지하는 방법에 있어서, 압연판의 조질 압연 전의 속도(V1)와 조질 압연 후의 속도(V2)를 측정하여 실적 연신율(εact)을 계산하고, 실적 연신율(εact)과 기준 연신율(εref )의 차(Δε)를 이용하여 압연하중 제어량(ΔP)을 계산하고, 압연하중 제어량(ΔP)을 목표 압연하중에 반영하여 상기 실적 연신율과 상기 기준 연신율의 차가 0이 되도록 압연판을 조질 압연하는 연신율 피드백 제어에 의한 연신율 일정 제어방법으로 이루어진다.In the method of maintaining the elongation of a rolled sheet constantly, the present invention measures the speed (V1) before temper rolling and the speed (V2) after temper rolling of the rolled sheet to determine the actual elongation (ε act ). The rolling load control amount ΔP is calculated using the difference Δε between the actual elongation ε act and the reference elongation ε ref , and the rolling elongation control amount ΔP is reflected in the target rolling load. And an elongation constant control method by elongation feedback control for temper rolling a rolled sheet such that the difference between the reference elongation is zero.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 연신율 일정 제어방식을 나타내는 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a constant elongation control method according to the present invention.
실적 연신율(εact)이 정상적으로 계산되기 전인 압연초기에는 SCC(1)가 목표연신율(εref)에 해당하는 목표 압연하중(Ps,ref)을 구한 후, 목표 압연하중을 기준으로 하여 압연을 시작한다. 일정시간이 경과하여 실적 연신율이 얻어지기 시작하면 일정 연신율 제어방식으로 자동 전환되어 목표 연신율을 얻을 수 있도록 피드백제어가 작동하게 된다. 실적 연신율은 압연판(4)의 압연전 속도(V1)과 압연후 속도(V2)를 측정하여 수학식 1에 의해 구해진다.At the beginning of rolling before the actual elongation (ε act ) is calculated normally, SCC (1) calculates the target rolling load (P s, ref ) corresponding to the target elongation (ε ref ) and then rolls the steel based on the target rolling load. To start. After a certain period of time, the elongation at which the performance begins to be obtained is automatically switched to the constant elongation control method, and the feedback control is operated to obtain the target elongation. The actual elongation is determined by the following equation by measuring the pre-rolling speed V1 and the post-rolling speed V2 of the rolled
압연판(4)의 속도로부터 계산된 실적 연신율과 기준 연신율의 차를 Δε이라하면 수학식 2에 의해 압연하중 제어량(ΔP)을 구할 수 있다.When the difference between the actual elongation calculated from the speed of the rolled
여기서 는 압연하중에 대한 연신율의 영향도이다. 즉, 는 연신율 변화에 따른 압연하중의 변화량으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 SCC(1) 컴퓨터에서 초기 설정치인 압연하중을 계산하기 위한 계산 알고리즘에 간단한 프로그램을 추가하여서 쉽게 구할 수 있을 것이다. here Is the influence of elongation on rolling load. In other words, Is an amount of change in rolling load according to elongation change, and a person skilled in the art can easily obtain it by adding a simple program to a calculation algorithm for calculating a rolling load, which is an initial setting value, in an SCC computer. Could be.
SCC(1)에서 압연하중을 구할 때 를 계산한 후 PLC(20)로 전송해 두면 피드백제어에서 사용될 수 있다. 따라서 실제 제어에서 연신율 오차가 발생하는 즉시 연신율 제어가 가능하다.When calculating rolling load in SCC (1) After calculating and transmitting to the
수학식 2로부터 구해진 압연하중 제어량은 SCC(1)로부터 설정된 목표압연하중(Ps,ref)에 반영되고, 압연하중 제어량이 반영된 압연하중에 따라 푸시업 실린더(3)가 작동한다. 실적 연신율이 목표 연신율에 도달하도록, 즉 Δε이 0이 되도록 피드백 제어에 의해 푸시업 실린더(3)에 작용하는 압연하중은 계속해서 변화되고 제어된다.The rolling load control amount obtained from
도 4는 본 발명에 따른 연신율 일정 제어의 특성을 보여주는 컴퓨터 시뮬레이션 결과이다. 4 is a computer simulation result showing the characteristics of the elongation constant control according to the present invention.
일반적으로 냉간압연에서 사용되는 조질 압연기에서, 두께가 0.5mm, 판폭이 994mm, 그리고 소둔이 완료된 31Kg/mm2의 항복강도를 갖는 소재를 연신율 1.5%로 조질 압연한 경우이다. 370~372톤의 압연하중으로 정상적으로 조질압연이 진행되고 있는 도중에 임의로 롤갭을 들어서 압연하중을 356톤으로 변경해 보았다. 이때 종래의 일정 압연하중 제어방식에서는 롤갭의 변화와 함께 도 4(a)에서와 같이 압연하중이 줄어들게 되고, 또한 도 4(b)에서와 같이 연신율이 목표치인 1.5%로부터 1.35%로 급격히 줄어들었다.In general, in a rough rolling mill used in cold rolling, a material having a yield strength of 0.5 mm in thickness, a sheet width of 994 mm, and annealing of 31 Kg / mm 2 has been temper rolled at an elongation of 1.5%. The rolling load was changed to 356 tons by arbitrarily lifting a roll gap while the temper rolling was normally performed with a rolling load of 370 to 372 tons. At this time, in the conventional constant rolling load control method, the rolling load is reduced as shown in FIG. 4 (a) with the change of the roll gap, and as shown in FIG. 4 (b), the elongation is sharply reduced from the target value of 1.5% to 1.35%. .
그러나, 본 발명에 따른 일정 연신율 제어방식에서는 압연하중과 연신율이 비정상적인 롤갭의 변화에 의해 일시적으로 종래의 일정 압연하중 제어방식에서와 같이 줄어들지만, 연신율 피드백 제어에 의해 곧바로 목표로 하는 연신율로 회복되었다.However, in the constant elongation control method according to the present invention, although the rolling load and elongation are temporarily reduced as in the conventional constant rolling load control method due to an abnormal roll gap change, the elongation feedback control immediately restores the target elongation. .
본 발명은 조질 압연 중에 외부적인 요인에 의해 목표로 하는 연신율이 변하는 경우 압연판에 가해진 연신율을 계측하고 목표 연신율과 비교하여 목표 연신율에서 벗어난 양을 피드백 제어를 통해 반영해 줌으로써 연신율을 일정하게 유지하고 압연판이 필요로 하는 기계적 성질을 가질 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
The present invention measures the elongation applied to the rolled sheet when the target elongation changes due to external factors during temper rolling, and maintains the elongation constant by reflecting the amount deviating from the target elongation through feedback control in comparison with the target elongation. It provides the effect that the rolled sheet can have the required mechanical properties.
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