KR101176322B1

KR101176322B1 - 압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 압연기의 피드포워드 판두께 제어 방법

Info

Publication number: KR101176322B1
Application number: KR1020040081976A
Authority: KR
Inventors: 후꾸찌유따까; 핫또리사또시
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2012-08-22
Also published as: JP4227497B2; JP2005118809A; CN1607045A; KR20050036764A; CN1327307C

Abstract

판두께 제어 개시 직후의 피드백 판두께 제어의 효과를 기대할 수 없는 피압연재의 선단부 부분에 있어서도, 로크온 판두께 편차에 상당하는 오프셋이 출구측 판두께 편차에 나타나는 일이 없는 피드포워드 판두께 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위해, 램프 함수 발생 수단(31)과 입력 수정 수단(32)을 마련하고, 입력 수정 수단(321)은 피드포워드 판두께 제어 수단(33)에 대해 판두께 제어 개시로부터 램프 함수 발생 수단(31)의 출력 데이터가 입구측 판두께 편차와 같아질 때까지의 동안에는 램프 함수 발생 수단(31)의 출력 데이터를 출력하고, 그 후에는 입구측 판두께 편차를 출력하도록 하였다. 피드포워드 판두께 제어 수단(33)은 입력 수정 수단(31)의 출력을 입력으로 하여 속도 제어 수단(7) 및/또는 압하 위치 제어 수단(8)을 제어하도록 하였다.

램프 함수 발생 수단, 입력 수정 수단, 속도 제어 수단, 압하 위치 제어 수단

Description

압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 압연기의 피드포워드 판두께 제어 방법 {DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING ROLLING MILL AND ROLLING MILL FEED-FORWARD PLATE-THICKNESS CONTROL METHOD}

도1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 압연기의 판두께 제어계의 블럭 구성을 도시한 도면.

도2는 램프 함수에 의한 입력 수정을 기초로 한 FFAGC(33)의 판두께 제어의 일예를 나타낸 도면.

도3은 입력의 수정 처리를 행하지 않은 경우의 판두께 제어의 일예를 나타낸 도면.

도4는 램프 함수 발생 처리(31) 및 입력 수정 처리(32)를 실행하는 프로그램의 예를 흐름도로 나타낸 도면.

도5는 램프 함수 발생 처리(31) 및 입력 수정 처리(32)를 실행하는 프로그램의 다른 예를 흐름도로 나타낸 도면.

도6은 램프 함수 발생 처리(31) 및 입력 수정 처리(32)를 실행하는 프로그램의 다른 예의 프로그램에 따른 판두께 제어의 과정을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 압연 밀

2 : 피압연재

3 : 텐션 릴

4 : 브라이들 롤

5, 6 : 전동기

8 : 압하 위치 제어장치

9 : 판두께 제어 장치

10 : 입구측 판두께계

11 : 출구측 판두께계

21 : 이송 처리

22 : FFAGC

23 : FBAGC

31 : 램프 함수 발생 처리

32 : 입력 수정 처리

본 발명은 압연 제어 장치 및 압연 제어 방법에 관한 것으로, 특히 판두께 제어에 있어서의 피드포워드 판두께 제어에 적합한 압연 제어 장치 및 압연 제어 방법에 관한 것이다.

철강판 등을 압연하는 압연기의 판두께 제어(AGC : Automatic Gauge Control)에 있어서는, 통상 셋업 계산기가 우선 피압연재의 판 폭, 판두께, 경도, 압연기를 구동하는 모터의 정격, 하중의 설정 등을 기초로 압연 스케줄을 계산하고, 판두께 제어 장치에 대해 압연기 출구측 목표 판두께나, 밀의 강성, 피압연 재료의 영향 계수를 설정한다.

판두께 제어 장치는 압연이 개시되면 압연기의 입구측 및 출구측에 마련된 판두께 측정 수단에 의해 피압연재의 판두께를 측정하고, 입구측 판두께치와 출구측 판두께치를 취득하는 동시에, 취득하게 된 출구측 판두께치와 출구측 목표 판두께치의 차가 0이 되도록 압연하는 밀의 하중 또는 입구측 및 출구측의 압연 속도를 제어한다.

압연 제어에서는 제어 개시시에 판두께 제어에 이용하는 입구측 판두께 편차의 기준치로서 피압연재의 입구측 설정 판두께치가 아니라, 압연을 개시할 때의 판두께, 즉 로크온 판두께치를 이용해야만 하므로 판두께 편차에 오프셋이 발생한다.

판두께 편차에 오프셋이 발생해도 피드백 제어를 적용함으로써 그 오프셋을 제거할 수 있다. 그러나, 압연 밀로부터 출구측 판두께계까지는 수미터의 간격이 있으므로 피드백 제어를 적용할 수 없는 불필요한 시간이 생기고, 그 부분에 대해서는 판두께 제어에서 발생한 오프셋을 제거할 수 없다.

또한, 압연기가 탠덤으로 설치된 연속 압연 설비에 있어서는, 피압연재의 미단부와 선단부를 용접하여 연속해서 압연하기 때문에 상류 공정의 제약으로부터 그 용접 포인트 부근의 판두께 편차는 커지는 경향이 있다. 그리고, 이와 같은 용접 포인트 부근이 새로운 제어 개시의 개시점이 되고, 그 때의 판두께치가 로크온 판두께치가 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 오프셋을 벗어날 수 없다.

종래의 압연기 제어에서는 제어를 개시해도 피압연재가 출구측 판두께 측정 위치에 도달하여, 피드백 제어의 효과가 나타날 때까지는 그 출구측 판두께에 생긴 오프셋을 제거하는 것은 원리적으로 할 수 없다. 그로 인해, 판두께 제어 개시 직후의 수미터의 피압연재에 대해서는 오프 게이지 상태가 되고, 그로 인해 제품 품질을 저하시키는 결과가 되고 있었다.

일본 특허 공개 평9-295017호 공보(특히, 단락 0035 내지 0050, 도1 내지 도8)에는 피압연재 선단부의 오프 게이지를 감소시키는 방법으로서, 전단 스탠드의 압연 제어의 실적 및 압연 상태를 학습한 결과로부터 용접 포인트가 밀을 통과하는 타이밍에서 압하 위치, 속도 설정을 변경하는 방법을 채용하고 있다. 이 방법은 선단부 오프 게이지의 감소와, 슬립의 방지에 효과는 있지만, 상기한 바와 같은 출구측 판두께 편차의 오프셋을 제거할 수 없다. 또한, 일본 특허 공개 평11-77125호 공보(특히, 단락 0021 내지 0053, 도1 내지 도10)에는 입구측 판두께 실적 및 출구측 판두께 실적을 감시하여 FFAGC에서 사용하는 영향 계수를 보정하는 판두께 제어 방법이 개시되어 있지만, 이 방법으로도 출구측 판두께 편차의 오프셋을 제거할 수는 없다.

종래의 기술에서는 로크온 판두께치를 입구측 판두께 제어의 기준치로 하는 한에 있어서, 로크온시의 입구측 판두께 편차에 상당하는 출구측 판두께 편차의 오프셋 발생을 피할 수 없었다. 그리고, 그 오프셋은 피드백 판두께 제어의 효과가 나타날 때까지는 제거할 수 없었다.

그래서, 본 발명에서는 판두께 제어 개시 직후의 피드백 판두께 제어의 효과를 기대할 수 없는 피압연재의 선단부 부분에 있어서도 적절하게 판두께 제어 가능한 압연 제어 장치 및 압연 제어 방법을 제공하는 데 있다. 또는, 로크온 판두께 편차에 상당하는 오프셋이 출구측 판두께 편차에 나타나는 일은 없고, 그에 의해 압연된 판재의 실질적인 오프 게이지 길이를 감소시켜 판재의 판두께 정밀도 면에서의 품질 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 판두께가 소정의 목표치에 근접해 있는 것을 나타내는 신호(정보)를 작성하고, 이 신호를 기초로 하여 압연기의 압연 상태를 제어하도록 구성하였다. 혹은, 램프 함수 발생 수단을 갖도록 구성하였다. 예를 들어, t ≥ 0의 영역에서 y ＝ aㆍt(a는 상수, t는 시간 변수)로 나타내는 램프 함수를 발생하는 램프 함수 발생 수단과, 피드포워드 판두께 제어 수단에의 입력을 수정하는 입력 수정 수단을 구비하는 구성으로 하였다.

그리고, 입력 수정 수단은 측정된 입구측 판두께 편차 및 발생된 램프 함수의 출력을 입력으로 하고, 판두께 제어 개시로부터 램프 함수의 출력 데이터가 입구측 판두께 편차와 같아질 때까지의 동안에는 램프 함수의 데이터를 출력하고, 그 후에는 입구측 판두께 편차를 출력하도록 하였다. 피드포워드 판두께 제어 수단은 이 입력 수정 수단에 의해 출력되는 데이터를 입력으로 하여 상기 속도 제어 수단 및/또는 압하 위치 제어 수단을 제어하는 제어 데이터를 출력한다.

피드포워드 판두께 제어 수단에 대해, 피드포워드 판두께 제어를 개시할 때 에 일정한 크기의 입구측 판두께 편차가 존재하는 경우에는 그 입구측 판두께 편차를 입력하는 것은 아니고, 우선 램프 함수의 출력 데이터를 입력하도록 하였다. 램프 함수는 0부터 시작 시간(t)에 비례하는 함수이므로, 제어 입력과 제어 출력이 비례 관계에 있는 피드포워드 판두께 제어에서는 제어 출력도 0부터 시작 시간(t)에 비례하는 양이 된다. 그로 인해, 입구측 판두께 편차의 측정 기준치를 판두께 제어 개시시의 로크온 판두께치가 아닌 피압연재의 입구측 설정 판두께치로 할 수 있다.

또한, 램프 함수의 출력 데이터가 입구측 판두께 편차에 도달한 시점에서 피드포워드 판두께 제어 수단에 대한 입력을 램프 함수의 출력 데이터로부터 입구측 판두께 편차로 절환한다. 그로 인해, 이 시점 이후 피드포워드 판두께 제어 수단은 그 입구측 판두께 편차에 추종한 제어 출력을 행하게 된다.

피드포워드 판두께 제어 수단에 대해, 판두께 제어 개시 당초는 램프 함수의 출력 데이터를 입력하고, 그 후 입구측 판두께 편차를 입력하도록 하였으므로, 판두께 제어 개시시에 일정한 크기의 입구측 판두께 편차가 있었다 해도 출구측 판두께에 그 입구측 판두께 편차에 상당하는 오프셋이 생기는 일은 없다. 그로 인해, 피드백 판두께 제어의 효과를 기대할 수 없는 피압연재의 선단부 부분에 있어서도 오프셋을 없앨 수 있고, 이 부분에 대해서도 압연된 판재의 판두께 정밀도가 향상된다.

또, 본 발명의 입력 수정 수단에 있어서, 램프 함수의 출력 데이터와, 입구측 판두께 편차를 절환하는 타이밍은 램프 함수의 출력 데이터가 입구측 판두께 편 차에 도달한 시점으로 한정할 필요는 없고, 그 근방이면 된다. 또한, 절환된 후에 출력되는 입구측 판두께 편차는 입구측 판두께 편차 그 자체일 필요도 없어, 입구측 판두께 편차에 점차 근접하는 곡선의 데이터라도 좋다. 또는, 램프 함수를, 원점을 통과하는 단조 증가 함수로 치환하였다고 해도 본 발명의 효과가 특별히 변하는 일은 없다.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 적절하게 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도1은 종래 기술에 있어서의 압연기의 판두께 제어계의 블럭 구성을 도시한 도면이다.

압연기에는 압연 밀(1), 텐션 릴(3) 및 브라이들 롤(4)이 설치되고, 피압연재(2)는 입구측의 텐션 릴(3) 및 브라이들 롤(4)과 출구측의 텐션 릴(도시되지 않음) 및 브라이들 롤(도시되지 않음)에 의해 입구측으로부터 출구측 방향으로 이송되면서, 압연 밀(1)에 의해 하중이 가해져 압연된다. 또한, 속도 제어 장치(7)는 텐션 릴(3) 및 브라이들 롤(4)을 각각 구동하는 전동기(5, 6)의 회전 속도를 제어함으로써 피압연재(2)의 입구측 및 출구측의 압연 속도를 제어하고, 압하 위치 제어 장치(8)는 압연 밀(1)의 압하 위치(롤 갭)를 바꿈으로써 피압연재(2)에 가하는 하중을 제어한다.

또한, 압연기에는 속도 제어 장치(7) 및 압하 위치 제어 장치(8)에 대해 그 제어량을 지시하는 판두께 제어 장치(9)와, 입구측 판두께 편차를 측정하는 입구측 판두께계(10)와, 출구측 판두께 편차를 측정하는 출구측 판두께계(11)가 설치되어 있다. 또, 판두께 편차 대신에 판두께를 측정하여 이 측정 판두께를 막으로 제어할 수 있는 것은 이하에 있어서 당연하다. 판두께 제어 장치(9)는 통상 컴퓨터에 의해 구성되고, 입구측 판두께계(10) 및 출구측 판두께계(11)에 의해 각각 측정되는 입구측 판두께 편차 및 출구측 판두께 편차를 입력 데이터로서 이송 처리(21), FFAGC(피드포워드 AGC)(22) 및 FBAGC(피드백 AGC)(23)의 처리를 행하고, 압하 위치 제어 장치(8) 및/또는 속도 제어 장치(7)에 대해 압하 위치 및/또는 압연 속도를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 처리를 행한다.

또, 여기서 입구측 판두께 편차라 함은 측정되는 입구측 판두께치와 미리 정해진 입구측 판두께의 설정치와의 차이고, 출구측 판두께 편차라 함은 측정되는 출구측 판두께치와 미리 정해진 출구측 판두께의 목표치와의 차이다. 본 명세서에 있어서는, 이들 용어를 같은 의미로 사용한다.

이송 처리(21)는 입구측 판두께계(10)에서 측정되는 입구측 판두께 편차를 압연 속도에 따라서 압연 밀(1)의 직하까지 트래킹하는 처리로, 말하자면 측정되는 입구측 판두께 편차의 입력을 지연시키는 처리이다. 즉, 압연 밀(1)로 판두께를 제어하고자 할 때의 입구측 판두께 편차로서, 실제로 그 부분이 입구측 판두께계(10)를 통과하였을 때에 측정된 입구측 판두께 편차를 이용할 수 있도록 하기 위해 이 처리를 행한다.

또한, FFAGC(33)는 측정된 입구측 판두께 편차를 기초로 하여 출구측 판두께 편차를 감소시키기 위한 제어를 행하기 위해 압하 위치의 변경량 및/또는 압연 속도의 변경량을 연산하는 처리이다. 그리고, 그 결과를 압하 위치 제어 장치(8) 및 /또는 속도 제어 장치(7)에 출력하여 압하 위치 및/또는 압연 속도를 제어한다.

또한, FBAGC(23)는 출구측 판두께계(11)에 의해 측정되는 출구측 판두께 편차의 적분치가 0이 되도록 압연 밀(1)의 압하 위치 및/또는 입구측 텐션 릴(3) 및 브라이들 롤(4)의 회전 속도를 제어하기 위한 제어량을 연산하는 처리이다.

이하에, FFAGC(33) 처리의 구체예를 나타낸다.

FFAGC(33)의 처리에 있어서는, 입구측 판두께 편차를 ΔH, 밀(1)의 탄성 계수를 K 및 피압연재(2)의 소성 계수를 M이라 하면, 압하 위치의 변경량(ΔSFF)은,

[수학식 1]

ΔSFF ＝ (M/K)ㆍΔH

에 의해 구할 수 있다.

또한, 압하 위치의 변경량이 ΔSFF일 때, 출구측 판두께 편차(Δh)는,

[수학식 2]

Δh ＝ ΔSFFㆍK/(M ＋ K)

가 된다. 따라서, 출구측 판두께 편차(Δh)와 입구측 판두께 편차(ΔH)에는,

[수학식 3]

Δh ＝ ΔHㆍM/(M ＋ K)

라는 관계식을 얻을 수 있다. 이 식은 FFAGC(33)가 비례 제어인 것을 나타내고, 상수 K를 상수 M에 비해 크게 설정할 수 있으면, 출구측 판두께 편차(Δh)를 입구측 판두께 편차(ΔH)보다 수분의 1 내지 수십분의 1로 작게 할 수 있는 것을 의미하고 있다.

여기서, 본 실시예의 원리적인 설명을 행한다.

FFAGC(33)에 있어서는, 판두께가 제어되어도 출구측 판두께 편차(Δh)와 입구측 판두께 편차(ΔH)의 관계가 단순한 비례 관계가 되지 않고, 오프셋(OFS)이 있는 1차식의 관계가 된다. 즉, 수학식 (3)이 아니라,

[수학식 4]

Δh ＝ ΔHㆍM/(M ＋ K) ＋ OFS

라는 관계가 된다.

이 오프셋은 FFAGC(33)의 판두께 제어로 이용하는 입구측 판두께 편차의 기준치로서, 피압연재(2)의 입구측 설정 판두께치는 아니고, 압연을 개시할 때의 판두께, 즉 로크온 판두께치를 이용하는 데 기인하여 발생한다. 그렇다면, 로크온 판두께치를 입구측 판두께 편차의 기준치로 하지 않으면 되지만, 그렇게 할 수 없는 이유가 있다. 그것은 입구측 판두께 설정치를 기준치로서 이용하면, 판두께 제어 개시시의 입구측 판두께가 큰 경우에는 압하 위치 제어 장치(8)의 운전 개시시부터 압하 위치의 변경량(ΔSFF)도 크게 할 필요가 있어, 그것이 압하 위치 제어 장치(8)의 안정 운전을 저해하게 되기 때문이다.

그로 인해, 본 실시예에서는 램프 함수 발생 처리(31)와, 입력 수정 처리(32)를 설치하고 있다. 램프 함수 발생 처리(31)와, 입력 수정 처리(32)와, FFAGC(33)에 대해 설명하면, 종래의 입구측 판두께 편차의 기준치는 판두께 제어 개시시의 로크온 판두께치이지만, 본 실시 형태에 있어서의 입구측 판두께 편차의 기준치는 피압연재(2)의 입구측의 판두께 설정치이다.

도1에 있어서, 램프 함수 발생 처리(31)는 t ≥ 0의 영역에서 y ＝ aㆍt(a는 상수, t는 시간을 나타내는 변수)라는 1차 함수를 발생하게 하는 처리로, 컴퓨터의 처리로서는 a와 t를 곱하는 처리, 또는 a를 단위 시간마다 누적해 가는 처리에 의해 실행할 수 있다. 또, 판두께 제어가 개시된 시각을 t ＝ 0이라 한다.

또, 램프 함수 발생 처리(31)는 청구항에 있어서의 램프 함수 발생 수단 또는 램프 함수 발생 스텝에 상당한다.

도1에 있어서, 입력 수정 처리(32)는 FFAGC(33)에의 입력을 수정하는 처리이다. 종래는 입구측 판두께계(10)에서 측정된 입구측 판두께 편차는 이송 처리(21)에 의해 이송 처리된 후, 직접 FFAGC(33)에 입력되었지만, 본 실시예에서는 이송 처리(21)가 된 입구측 판두께 편차[이하, 이송 처리(21)가 된 입구측 판두께 편차를 단순히「입구측 판두께 편차」라 함]에 수정을 가하여 FFAGC(33)로 입력한다.

따라서, 입력 수정 처리(32)에 대한 입력은 램프 함수 발생 처리(31)에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터와 입구측 판두께 편차이다. 그리고, 입력 수정 처리(32)는 램프 함수 발생 처리(31)에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터가 입구측 판두께 편차에 도달할 때까지는 그 램프 함수의 출력 데이터를 출력하고, 그 후에는 판두께 편차를 출력한다.

도1에 있어서, FFAGC(33)는 수학식 (1) 내지 수학식 (3)은 성립한다. 단, FFAGC(33)에의 입력은 입력 수정 처리(32)의 출력 데이터가 입력된다. 그리고, FFAGC(33)에 의해, 예를 들어 수학식 (1)에 따라서 압하 위치의 변경량(ΔSFF)이 계산되어 압하 위치 제어 장치(8)로 출력된다. 그 결과, 출구측 판두께 편차(Δh) 가 수학식 (2) 또는 수학식 (3)의 관계를 충족시키는 압연이 행해진다.

도2는 램프 함수에 의한 입력 수정을 기초로 한 FFAGC(33)의 판두께 제어의 일예를 나타낸 도면이다. 본 예는 입구측 판두께 편차(51)가 판두께 제어를 개시하였을 때에 크고, 그 후 급속히 0에 근접하는 경우의 예를 나타내고 있다. 이하, 도2에 따라서, 또한 도1을 적절하게 참조하면서 본 실시 형태에 있어서의 판두께 제어의 과정 및 방법에 대해 설명한다.

도2의 예에 있어서는, 판두께 제어를 개시한 시점에서 큰 판두께 편차를 확인할 수 있으므로, 입력 수정 처리(32)가 행해진다. 입력 수정 처리(32)에서는 제어가 시작되면, 우선 입구측 판두께 편차(51) 대신에 램프 함수 발생 처리(31)에 의해 발생되는 램프 함수(52)의 데이터를 출력한다. 그리고, 램프 함수(52)의 값이 입구측 판두께 편차(51)에 도달한 시점에서 입구측 판두께 편차(51)를 출력한다. 입력 수정 처리(32)의 출력은 결국 도2의 두꺼운 파선으로 나타낸 수정 판두께 편차(53)와 같이 된다.

FFAGC(33)는 입력 수정 처리(32)의 출력을 받아 판두께를 얇게 하고자 하는 제어 지령을 출력한다. 종래 기술에 설명한 바와 같이 FFAGC(33)는 비례 제어이므로, 그 출력은 입력인 수정 판두께 편차(53)에 비례하여 일방향을 향한 것이 된다. 도2에서는 FFAGC 제어 출력(54)으로서 나타내고 있다.

FFAGC(33)로부터 FFAGC 제어 출력(54)과 같은 제어 출력이 행해지면, 그 결과적으로 압하 위치 제어 장치(8) 및/또는 속도 제어 장치(7)가 제어되고, 피압연재(2)가 압연 밀(1)에 의해 압연되면 출구측 판두께 편차는 출구측 판두께 편차 (55)와 같이 변화한다.

이상과 같이, FFAGC(33)는 판두께 제어를 개시하면, 우선은 램프 함수에 따른 제어를 행하고, 램프 함수의 출력 데이터가 입구측 판두께 편차에 도달한 시점에서 입구측 판두께 편차에 추종하는 제어로 절환하고 있다. 이는 다음과 같은 것을 의미하고 있다.

제어 개시 부분을 램프 함수에 따르는 제어로 함으로써, 판두께 제어 개시시의 판두께 편차가 커도 처음부터 큰 제어량을 가하는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서, 제어되는 압하 위치 제어 장치(8) 및/또는 속도 제어 장치(7)는 안정적으로 동작을 개시한다. 이에 의해, 입구측 판두께 편차의 기준치를 로크온 판두께치가 아닌 피압연재(2)의 입구측 설정 판두께치로 할 수 있다. 그로 인해, 로크온 판두께치에 상당하는 오프셋이 출구측 판두께 편차에 생기는 일이 없다.

또한, 램프 함수의 출력 데이터가 입구측 판두께 편차에 도달한 시점에서 입구측 판두께 편차에 추종하는 제어로 절환하는 것은 FFAGC(33)가 당연히 행해야할 제어로 복귀시킬 뿐인 처리이다. 그러나, 이 처리에 있어서는 오프셋이 발생하지 않으므로, 도3과 같이 입구측 판두께 편차가 0에 점점 가까워지면, 출구측 판두께 편차도 0에 점점 가까워진다.

도3은 입력의 수정 처리를 행하지 않은 FFAGC(33)의 판두께 제어의 일예를 나타낸 도면이다. 판두께 편차(51)는 도2와 동일하도록 판두께 제어를 개시하였을 때에 크고, 그 후 급속히 0에 근접하고 있다. 이는 본 실시 형태의 효과를 이해하기 쉽게 하기 위해 비교예로서 나타내는 것이다.

도3의 종래의 판두께 제어에 있어서는, 판두께 편차의 데이터로서는 판두께 제어 개시의 로크온 판두께치가 판두께 편차의 기준치로서 이용되므로, FFAGC(33)로는 도3에 나타내는 로크온 판두께치를 기준치로 한 입력 편차(53a)가 입력된다. 따라서, FFAGC(33)는 판두께가 얇아지고 있다고 인식하여 판두께를 두껍게 하는 FFAGC 제어 출력(54a)을 출력한다. 그 결과, 출구측 판두께 편차(55a)는 입구측 판두께 편차(51)가 감소한 만큼은 감소하지 않아, 결국 입구측 판두께 편차(51)가 0이 되어도 출구측 판두께 편차(55a)에는 오프셋(OFS)이 남게 된다.

도1에 있어서, 판두께 제어 장치(9a)는 컴퓨터로서 구성되고, 이송 처리(21), 램프 함수 발생 처리(31), 입력 수정 처리(32), FFAGC(33) 및 FBAGC(23)의 각 처리는 통상 컴퓨터의 프로그램으로서 실행된다.

도4는 램프 함수 발생 처리(31) 및 입력 수정 처리(32)를 실행하는 프로그램의 예를 흐름도로 나타낸 도면이다. 이하, 이 흐름도에 따라서 램프 함수 발생 처리(31) 및 입력 수정 처리(32)에 대해 설명한다.

이 프로그램은 판두께 제어가 개시되어 정해진 시간 간격마다 입구측 판두께계(10)에 의해 입구측 판두께 편차가 측정될 때마다 기동되어 실행된다. 단, 실제로 기동되어 실행되는 것은 측정된 입구측 판두께 편차가 이송 처리(21)에 의해 트래킹되고, 그 입구측 판두께 편차의 측정 부위가 압연 밀(1)의 직하에 도달한 시점이 된다.

프로그램은 실행을 개시하면, 우선 측정된 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)를 입력한다(S10). 여기서, 부호 i는 판두께 제어 개시로부터 Δt 시간마다 행해지는 입구측 판두께 편차 측정의 횟수를 나타내는 카운터(단, 0부터 시작됨)이다.

다음에, 램프 함수 발생 처리를 행한다. 즉, i번째의, 즉 입구측 판두께 제어 개시 후(Δtㆍi) 시간 경과 시점의 램프 함수를 계산한다(S12). 여기서는, 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)가 플러스 마이너스 중 어느 쪽으로 변위해도 대응할 수 있도록 플러스의 기울기(a) 및 마이너스의 기울기(-b)를 갖는 2개의 램프 함수 LH(i) 및 LL(i)을 발생시켜 둔다.

다음은, 입력 수정 처리(32)를 행한다. 우선은, FFAGC(33)에 대해 출력하는 데이터(ΔHFF)(i)를 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)라고 해 둔다(S13). 그리고, 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)가 플러스측의 램프 함수(LH)(i)보다도 크면(S14에서 예), FFAGC(33)에 대해 출력하는 데이터(ΔHFF)(i)를 램프 함수(LH)(i)로 수정한다(S15). 또한, 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)가 마이너스측의 램프 함수(LL)(i)보다도 작으면(S16에서 예), FFAGC(33)에 대해 출력하는 데이터(ΔHFF)(i)를 램프 함수(LL)(i)로 수정한다(S17).

그리고, 이상과 같이 하여 얻게 된 ΔHFF(i)를 FFAGC(33)에 대해 출력한다(S18).

도5는 램프 함수 발생 처리(31) 및 입력 수정 처리(32)를 실행하는 프로그램의 다른 예를 흐름도로 나타낸 도면이다. 이 프로그램도 판두께 제어가 개시되고, 정해진 시간 간격마다 입구측 판두께계(10)에 의해 입구측 판두께 편차가 측정되어 이송 처리(21)가 행해질 때마다 기동되어 실행된다.

프로그램은 실행을 개시하면, 우선 측정된 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)를 입력한다(S20). 다음에, 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(D)와 수정 판두께 편차의 전회치(ΔΔHFF)(i-1)와의 차(ΔΔHFF)를 구한다(S21). 여기서, ΔHFF(0) ＝ 0으로 한다. 그 결과, ΔΔHFF가 플러스측 램프 함수의 기울기(ΔHH)보다도 큰 경우에는(S23에서 예), ΔΔHFF를 그 램프 함수의 기울기(ΔHH)로 치환한다(S24). 또한, ΔΔHFF가 마이너스측의 램프 함수의 기울기(ΔΔHL)보다도 작은 경우에는(S25에서 예), ΔΔHFF를 램프 함수의 기울기(ΔΔHL)로 치환한다(S26).

이와 같이 하여 구한 ΔΔHFF를 수정 판두께 편차의 전회치(ΔHFF)(i-1)에 가산하고, 금회의 수정 판두께 편차(ΔHFF)(i)로 한다(S27). 그리고, 수정 판두께 편차(ΔHFF)(i)를 FFAGC(33)로 출력한다(S28).

또, 스텝 S27의 처리는 적분 처리로, 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)의 절대치가 크고, 스텝 23 또는 스텝 25의 조건이 성립하는 동안에는 ΔHFF(i)는 ΔΔHH 또는 ΔΔHL이 누적되어 가는 함수, 즉 기울기가 ΔΔHH 또는 ΔΔHL의 램프 함수가 된다. 또한, 시간이 경과하여 이와 같이 적분되어 형성되는 램프 함수(ΔHFF)(i)가 커져 스텝 23 또는 스텝 25의 조건이 성립하지 않게 되면, ΔHFF(i)는 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)를 미분한 것을 적분해 가게 된다. 즉, ΔHFF(i)는 입구측 판두께 편차(ΔHTRK)(i)와 근소한 차가 있지만, 그에 점점 가까워지는 함수가 된다.

도6은 도5의 프로그램에 따른 판두께 제어의 과정을 나타낸 도면이다. 입력이 되는 입구측 판두께 편차(51)는 상기 도2 및 도3에 있어서의 예와 마찬가지로 판두께 제어 개시시에 크고, 그 후 급속히 0에 근접해지고 있다.

이 경우, 수정 판두께 편차(53b)는 입구측 판두께 편차가 큰 동안에는 스텝 27의 적분 처리에 의해 발생되는 램프 함수(52b)에 따른 것이 된다. 그리고, 그 차가 접근한 시점, 즉 스텝 23 또는 스텝 25의 조건이 성립하지 않게 된 시점에서 입구측 판두께 편차(51)에 차례로 접근해 간다. 이 수정 판두께 편차(53b)가 FFAGC(33)에 대해 출력되면, FFAGC(33)는 이를 입력으로 하여 FFAGC 제어 출력(54b)을 출력한다. 그 결과, 피압연재(2)의 출구측 판두께 편차는 출구측 판두께 편차(55b)와 같게 된다.

이 판두께 제어에 있어서는, 도2의 예와 달리 수정 판두께 편차(53b)를 적분에 의해 구하고 있으므로, 램프 함수(52b)로부터 입구측 판두께 편차(51)에 점점 근접하는 함수에의 절환이 순조롭게 행해진다. 따라서, FFAGC 제어 출력(54b)도 순조로운 것이 되어 압하 위치 제어 장치(8) 및/또는 속도 제어 장치(7) 동작의 안정성 향상에 기여한다.

또, 도6에서는 수정 판두께 편차(53b)와 입구측 판두께 편차(51)의 차가 꽤 있는 것처럼 보이지만, 실제의 차는 곧 무시할 수 있을 정도로 작아진다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 피드포워드 판두께 제어에 따르면, 판두께 제어 개시 직후의 피드포워드 판두께 제어의 효과를 기대할 수 없는 피압연재의 선단부 부분에 있어서도 로크온 판두께 편차에 상당하는 오프셋이 출구측 판두께 편차에 나타나는 일은 없다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 제어 개시 후 입구측 판두께 편차에 도달할 때까지의 FFAGC(33)에의 입력량을 램프 함수에 따르는 것으로 하였지만, 램프 함수 에 한정되는 것은 없고, 램프 함수 대신에 원점을 통과하는 단조 증가 함수라도 좋다. 또, 단조 증가 함수로 좋은 것은 로크온시의 입구측 판두께 편차가 플러스가 되는 경우이며, 로크온시의 입구측 판두께 편차가 마이너스가 되는 경우에는 램프 함수 대신에 원점을 통과하는 단조 감소 함수이면 된다.

본 발명에 따르면, 판두께 제어 개시 직후의 피드백 판두께 제어의 효과를 기대할 수 없는 피압연재의 선단부 부분에 있어서도 적절하게 판두께 제어가 가능해진다. 더욱 구체적으로는, 로크온 판두께 편차에 상당하는 오프셋이 출구측 판두께 편차에 나타나는 일이 없는 피드포워드 판두께 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있고, 그에 의해 압연된 판재의 실질적인 오프 게이지 길이를 감소시켜 판재의 판두께 정밀도 면에서의 품질 향상을 도모할 수 있다.

Claims

압연기 입구측에서 측정된 피압연재의 판두께를 기초로 하여 압연기의 압연 상태를 제어하는 압연 제어 장치에 있어서,

피드포워드 판두께 제어 수단을 포함하고,

상기 피드포워드 판두께 제어 수단은, 상기 압연 상태의 제어 개시로부터 소정의 조건으로 될 때까지, 상기 측정된 판 두께 대신에, 단조적으로 증가 혹은 단조적으로 감소하는 함수인 램프 함수를 기초로 하여 압연기의 압연 상태를 제어하고, 그 후, 소정의 조건으로 되면, 상기 측정된 판 두께에 기초하여 압연기의 압연 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
판두께 제어 개시시에는, 입력된 입구측 판두께 편차보다도 작은 판두께 편차로서의 단조적으로 증가 혹은 단조적으로 감소하는 함수인 램프 함수를 출력하고, 그 후에는, 입력된 입구측 판두께 편차를 출력하는 선택 수단과,

상기 선택 수단에 의해 출력되는 데이터를 입력으로 하여 압연 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 피드포워드 판두께 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
입구측의 피압연재의 입구측 판두께 편차를 측정하는 판두께 측정 수단과,

램프 함수를 발생하는 램프 함수 발생 수단과,

판두께 제어 개시로부터 상기 램프 함수 발생 수단에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터가 상기 측정된 입구측 판두께 편차와 같아질 때까지의 동안에는 상기 램프 함수 발생 수단에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터를 출력하고, 그 후에는 상기 측정된 입구측 판두께 편차를 출력하는 입력 수정 수단과,

상기 입력 수정 수단에 의해 출력되는 데이터를 입력으로 하여 압연 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 피드포워드 판두께 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
램프 함수를 발생시키는 램프 함수 발생 수단과,

판두께 제어 개시로부터 상기 램프 함수 발생 수단에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터와 측정된 입구측 판두께 편차의 차가 미리 정해진 값보다 작아질 때까지의 동안에는 상기 램프 함수 발생 수단에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터를 출력하고, 그 후에는 상기 측정된 입구측 판두께 편차에 점점 가까워지는 곡선의 데이터를 출력하는 입력 수정 수단과,

상기 입력 수정 수단에 의해 출력되는 데이터를 입력으로 하여 압연 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 피드포워드 판두께 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 램프 함수 발생 수단 대신에 원점을 통과하는 단조 증가 함수의 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
압연기 입구측에서 측정된 피압연재의 판두께를 기초로 하여 압연기의 압연 상태를 제어하는 압연 제어 방법에 있어서,

상기 압연 상태의 제어 개시로부터 소정의 조건으로 될 때까지, 상기 측정된 판 두께 대신에, 단조적으로 증가 혹은 단조적으로 감소하는 함수인 램프 함수를 기초로 하여 압연기의 압연 상태를 제어하고, 그 후, 소정의 조건으로 되면, 상기 측정된 판 두께에 기초하여 압연기의 압연 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 방법.
판두께 제어 개시시에는, 입력된 입구측 판두께 편차보다도 작은 판두께 편차로서의 단조적으로 증가 혹은 단조적으로 감소하는 함수인 램프 함수를 출력하고, 그 후에는, 입력된 입구측 판두께 편차를 출력하고,

상기 출력되는 데이터를 입력으로 하여 압연 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 방법.
측정된 입구측 판두께 편차를 입력으로 하여 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 제어 방법이며,

상기에 의해 측정된 입구측 판두께 편차를 입력하는 입구측 판두께 편차 입력 스텝과,

램프 함수를 발생시키는 램프 함수 발생 스텝과,

판두께 제어 개시로부터 상기 램프 함수 발생 스텝에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터가 상기 측정된 입구측 판두께 편차와 같아 질 때까지의 동안에는 상기 램프 함수 발생 스텝에 의해 발생되는 램프 함수의 출력 데이터를 출력하고, 그 후에는 상기 측정된 입구측 판두께 편차를 출력하는 입력 데이터 수정 스텝과,

상기 입력 수정 스텝에 의해 출력되는 데이터를 입력으로 하여 상기 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 피드포워드 제어하는 제어 데이터를 출력하는 피드포워드 판두께 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 방법.
판두께 측정 수단에 의해 측정되는 입구측 판두께 편차를 입력으로 하여 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 제어하는 제어 데이터를 출력하는 압연기의 피드포워드 판두께 제어 장치에 있어서의 피드포워드 판두께 제어 방법이며,

상기 판두께 측정 수단에 의해 측정되는 입구측 판두께 편차를 입력하는 입구측 판두께 편차 입력 스텝과,

램프 함수를 발생시키는 램프 함수 발생 스텝과,

판두께 제어 개시로부터 상기 램프 함수 발생 스텝에 의해 발생된 램프 함수의 출력 데이터와 상기 측정된 입구측 판두께 편차의 차가 미리 정해진 값보다 작아질 때까지의 동안에는 상기 램프 함수 발생 스텝에 의해 발생되는 램프 함수의 출력 데이터를 출력하고, 그 후에는 상기 측정된 입구측 판두께 편차에 점점 가까워지는 곡선의 데이터를 출력하는 입력 데이터 수정 스텝과,

상기 입력 수정 스텝에 의해 출력되는 데이터를 입력으로 하여 상기 속도 제어 수단 및 압하 위치 제어 수단 중 하나 또는 두 가지 모두를 피드포워드 제어하는 제어 데이터를 출력하는 피드포워드 판두께 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연기의 피드포워드 판두께 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 피드포워드 판두께 제어 수단이,

상기 램프 함수 발생 스텝 대신에 원점을 통과하는 단조 증가 함수의 발생 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연기의 피드포워드 판두께 제어 방법.