KR102308379B1

KR102308379B1 - 권취 온도 제어 시스템

Info

Publication number: KR102308379B1
Application number: KR1020207005326A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 마츠이; 요시아키 사토
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2021-10-06
Also published as: CN110914004B; CN110914004A; KR20200035078A; JPWO2019021470A1; JP6860075B2; WO2019021470A1

Abstract

권취 온도 제어 시스템은, 하위 컨트롤러(6), 제어 네트워크(4), CTC 계산기(10)를 구비한다. 하위 컨트롤러(6)는, 압연 계산기(5)로부터, 정보 네트워크(3)를 통하여, 피압연재(1)에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보를 취득한다. CTC 계산기(10)의 트래킹부(11)는, 목적 피압연재가 마무리 압연기(23)보다 상류에 있는 경우에, 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)로 출력된 목적 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보를 순으로 입력하고, 설정 계산 요구를 출력한다. CTC 계산기(10)의 CTC 설정 계산부(12)는, 설정 계산 요구를 입력하고, 목적 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보에 기초하여, 목적 피압연재를 냉각하기 위한 CTC 설정 정보를 산출하는 설정 계산을 실시한다.

Description

권취 온도 제어 시스템

본 발명은 권취 온도 제어 시스템에 관한 것으로, 특히, 열간 압연 라인의 권취 온도 제어 시스템에 관한 것이다.

열간 압연 라인은, 조 압연기, 마무리 압연기, 반송 테이블, 코일러 등의 설비를 구비한다. 조 압연기 및 마무리 압연기로 압연된 금속 재료 등의 피압연재는, 반송 테이블에 설치된 냉각 장치에서 냉각되고, 코일러에 의해 권취된다.

열간 압연에 있어서의 품질 제어의 하나로 피압연재의 온도 제어가 있다. 피압연재의 온도 제어의 주된 것으로는, 마무리 압연기 출측(出側)에 있어서의 피압연재의 온도를 제어하는 마무리 출측 온도 제어와, 코일러 전에 있어서의 피압연재의 온도를 제어하는 권취 온도 제어가 있다.

권취 온도 제어(Coiling Temperature Control, 이하 CTC라고 기재함)에서는, 반송 테이블에 설치된 냉각 장치의 주수량을 조절하고, 권취 전에 있어서의 피압연재의 온도를 목표 온도로 제어하는 것이 목적이다. 재료의 강도, 인성 등의 재질은, 마무리 압연기로부터 코일러까지의 냉각에 따라 결정된다. 그 때문에, 권취 온도 제어는 재질의 관점에서 중요하다.

권취 온도 제어를 위한 CTC 설정 정보는, 권취 온도 제어 계산기(CTC 계산기)에 있어서의 설정 계산(set up calculation)에 의해 산출된다. 설정 계산이란, 압연기 설정 제원 중, 이론적으로 계산할 수 있는 부분을 수식 모델화하여 수치 계산하는 것을 말한다.

종래의 CTC 계산기에 있어서는, CTC 설정 계산에 필요한 정보(예를 들어, 재료 정보, 트래킹 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보, 실적 정보 등)는, 마무리 압연기나 코일러에 관한 설정 계산을 실시하는 압연 계산기로부터, 미리 결정된 타이밍까지 취득하고 있을 필요가 있다. 특허문헌 1에는, 압연 계산기와 CTC 계산기가 직접 접속된 구성이 개시되어 있고, CTC 계산기는, 압연 계산기로부터 CTC 설정 계산에 필요한 정보를 미리 얻고 있다.

일본 특허 공개 제2003-39109호 공보

도 8은, 종래의 권취 온도 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. CTC 계산기는 압연 계산기(5)와 정보 네트워크(3)로 직접 접속되고, CTC 설정 계산에 필요한 정보를 압연 계산기(5)로부터 직접 수신하고 있었다.

종래의 CTC 계산기는, 열간 압연 플랜트가 건설될 때, 압연 계산기와 동일 시기에 동일 메이커에 의해 도입되어, 그 메이커가 시험ㆍ조정을 행하는 것이 대부분이다. 그 때문에, 수 년 내지 수십년 후에 문제가 되는 설비의 노후화, 진부화를 해결하기 위해 설비를 갱신할 때에는, 양쪽 계산기가 동시에 갱신되는 경우가 많아, 갱신 비용의 고액화, 갱신 기간의 장기화라고 하는 문제가 있었다.

또한, CTC 계산기와 압연 계산기 사이의 정보 송수신이 밀접하여, 양쪽 계산기를 숙지한 플랜트 건설 시의 메이커에 의지하지 않을 수 없어, 메이커 선정의 자유도가 낮고, 비용 삭감의 방해가 된다고 하는 문제가 있었다.

또한, CTC 계산기만을 갱신하려고 해도, 기존의 압연 계산기와 갱신하는 CTC 계산기 사이의 데이터 인터페이스의 데이터 내용, 데이터 형식, 송수신 타이밍의 정합성을 취하기 위해, 기존의 압연 계산기에 대폭적인 개조가 필요하게 되는 문제가 있었다. 또한, 이미 설치되어 있는 압연 계산기의 처리 능력의 제약이나 개조 작업을 실시하는 인재의 제약에 의해, 개조가 곤란한 경우도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 기존의 압연 계산기를 개조하지 않고, CTC 계산기만을 갱신할 수 있어, 제조 비용이나 시험 비용을 삭감 가능한 권취 온도 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 권취 온도 제어 시스템은 이하와 같이 구성된다. 권취 온도 제어 시스템은 열간 압연 라인에 사용된다. 열간 압연 라인은, 피압연재를 압연하는 마무리 압연기와, 압연된 피압연재를 냉각하는 냉각 장치가 설치된 반송 테이블과, 냉각된 피압연재를 권취하는 코일러를 갖는다.

권취 온도 제어 시스템은, 프로그래머블 로직 컨트롤러와, 권취 온도 제어 계산기(CTC 계산기)와, 제어 네트워크를 구비한다.

프로그래머블 로직 컨트롤러는, 마무리 압연기를 제어하기 위한 마무리 설정 정보와 코일러를 제어하기 위한 코일러 설정 정보를 계산하는 압연 계산기로부터, 정보 네트워크를 통하여, 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보를 취득한다. 정보 네트워크는, 제어 네트워크와는 다른 네트워크이며, 비주기적으로 데이터를 전송한다.

제어 네트워크는, 커먼 메모리를 갖는 노드를 복수 갖고, 해당 복수의 노드간에서의 주기적인 동보 전송에 의한 커먼 메모리 상의 데이터의 동기에 의해, 1의 노드에 접속하는 프로그래머블 로직 컨트롤러와 다른 1의 노드에 접속하는 권취 온도 제어 계산기(CTC 계산기) 사이에서 정보를 송수신한다.

권취 온도 제어 계산기(CTC 계산기)는, 트래킹부와 CTC 설정 계산부를 구비하고, 냉각 장치를 제어하기 위한 CTC 설정 정보를 계산한다. 트래킹부는, 권취 온도 제어의 대상인 목적 피압연재가 마무리 압연기보다 상류에 있는 경우에, 프로그래머블 로직 컨트롤러로부터 제어 네트워크로 출력된 목적 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보를 순으로 입력하고, 설정 계산 요구를 출력한다. CTC 설정 계산부는, 설정 계산 요구를 입력하여, 목적 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보에 기초하여, 목적 피압연재를 냉각하기 위한 CTC 설정 정보를 산출하는 설정 계산을 실시한다.

이와 같이, CTC 계산기는, CTC 설정 계산에 필요한 정보를, 정주기로 제어 정보가 흐르고 있는 제어 네트워크를 통하여 프로그래머블 로직 컨트롤러로부터 입수할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, CTC 계산기와 압연 계산기의 직접적인 관련이 없기 때문에, 메이커 선정의 자유도가 향상되고, CTC 계산기를 단독으로 갱신 가능하다. CTC 계산기만을 갱신할 수 있게 되면, 적은 설비 투자로 단기간에 최신 계산기를 이용할 수 있고, 코일의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 압연 계산기와 CTC 계산기의 갱신 시기를 각각 어긋나게 설정할 수 있다. 그 때문에, 작업 비용, 작업 공정수의 집중을 피하여 갱신 작업을 계획적으로 실시할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 권취 온도 제어 시스템에 의하면, CTC 설정 계산에 필요한 정보를 프로그래머블 로직 컨트롤러로부터 입수할 수 있고, CTC 계산기와 압연 계산기의 밀한 접속을 할 필요가 없게 할 수 있다. 그 때문에, 기존의 압연 계산기를 개조하지 않고, CTC 계산기만을 갱신할 수 있고, 제조 비용, 시험 비용을 삭감 가능하다.

도 1은 열간 압연 라인의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 권취 온도 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 제어 네트워크에 있어서의 스캔 전송에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 권취 온도 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 관한 권취 온도 제어 시스템의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 권취 온도 제어 시스템의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 CTC 계산기가 갖는 처리 회로의 하드웨어의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 8은 종래의 권취 온도 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 공통되는 요소에는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명을 생략한다.

실시 형태 1.

(열간 압연 라인)

도 1은, 실시 형태 1에 관한 열간 압연 라인의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 1에 있어서, 금속 재료 등의 피압연재(1)는, 열간 압연 라인(2)에서 가공되는 동안에 얇게 늘어나, 재료의 사이즈 및 온도는 원하는 목표값으로 제어된다. 열간 압연 라인(2)은, 주된 설비로서, 가열로(21), 조 압연기(22), 마무리 압연기(23), 반송 테이블(24), 코일러(25)를 구비한다.

가열로(21)는, 피압연재(1)를 가열한다. 가열로(21)를 나왔을 때, 피압연재(1)는, 슬래브라고 불리는 직육면체형으로 성형된 금속의 덩어리이다. 가열로(21)의 하류에는 조 압연기(22)가 마련되어 있다. 조 압연기(22)는 1기에서 3기로 구성되는 경우가 많다. 조 압연기(22)는, 피압연재(1)를 순방향(상류로부터 하류로) 및 역방향(하류로부터 상류로)으로 복수회 압연한다.

마무리 압연기(23)는, 조 압연기(22)의 하류에 마련되어 있다. 마무리 압연기(23)는, 복수의 압연 스탠드를 구비하고, 피압연재(1)를 상류로부터 하류로 한 방향으로 압연한다. 도 1에는 7대의 스탠드가 도시되어 있지만, 스탠드의 대수는 이에 한정되는 것은 아니다. 압연 스탠드는, 압연 롤, 지지 롤 등을 갖고, 상하의 압연 롤로 피압연재(1)를 압연한다. 마무리 압연에 의해, 피압연재(1)의 판 두께, 판 폭 등의 사이즈에 관한 최종 품질이 결정된다.

반송 테이블(24)은, 마무리 압연기(23)의 하류에 마련되어 있고, 런아웃 테이블(ROT)이라고 불린다. 반송 테이블(24)은, 다수의 롤을 나열하여 회전시켜, 피압연재(1)를 반송할 수 있는 구조를 갖는다. 반송 테이블(24)에는, 압연된 피압연재(1)를 냉각하는 냉각 장치(241)가 설치되어 있다. 냉각 장치(241)는, 후술하는 CTC 설정 정보에 기초하여 마무리 압연기(23)로 압연된 피압연재(1)로 주수한다. 피압연재(1)는, 냉각 장치(241)에 의해 목표 온도까지 냉각된다.

코일러(25)는, 반송 테이블(24)의 하류에 마련되어 있다. 반송 테이블(24)에 의해 냉각된 피압연재(1)는, 핀치롤로 하방으로 가이드되면서, 코일러(25)에 권취된다.

또한, 열간 압연 라인(2)은, 마무리 압연기(23)의 출측에 있어서 피압연재(1)의 마무리 압연 온도(Finisher Delivery Temperature)를 측정하기 위한 FDT 센서(26)를 구비한다. 또한, 반송 테이블(24)의 중간 위치에 있어서 피압연재(1)의 중간 냉각 온도(Middle Cooling Temperature)를 측정하는 MT 센서(27)를 구비한다. 또한, 반송 테이블(24)의 출측에 마련되고, 권취 전의 피압연재(1)의 코일 권취 온도(Coiling Temperature)를 측정하는 CT 센서(28)를 구비한다. 또한, 코일러(25)의 회전 속도를 측정하는 속도 센서(29), 코일 직경을 측정하는 센서(30)를 구비한다. 그 밖에, 마무리 압연기(23)의 각 압연 스탠드의 롤 회전 속도를 측정하는 속도 센서(도시 생략), ROT 수온을 측정하는 온도 센서(도시 생략) 등의 각종 센서를 구비한다.

(권취 온도 제어 시스템)

도 2를 참조하여 열간 압연 라인(2)에 사용되는 권취 온도 제어 시스템에 대해 설명한다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 권취 온도 제어 시스템의 개략도이다.

권취 온도 제어 시스템은, 정보 네트워크(3), 제어 네트워크(4), 압연 계산기(5), 하위 컨트롤러(6), 설비 기기(7), 냉각수 스프레이 밸브(8), 계산기 IF 장치(9), 권취 온도 제어 계산기(이하, CTC 계산기라고 기재함)(10)를 구비한다.

우선, 정보 네트워크(3)와 제어 네트워크(4)에 대해 설명한다. 정보 네트워크(3)은, 패킷을 전송하는 일반적인 네트워크 프로토콜(TCP/IP 또는 UDP/IP)로 통신한다. 정보 네트워크(3)의 전송은, 비주기적인 데이터 전송이며, 임의의 데이터를 임의의 타이밍에 전달한다.

제어 네트워크(4)는, 고신뢰성과 실시간성을 실현하는 플랜트 제어용 네트워크이다. 구체적으로는, 제어 네트워크(4)는, 커먼 메모리 방식에 의한 스캔 전송(주기적인 동보 전송)으로 제어 데이터의 동시성을 확보 가능한 네트워크이다. 제어 네트워크(4)는, 정보 네트워크(3)에 비하여 고속으로 또한 정주기로 데이터를 전송 가능한 네트워크이다.

제어 네트워크(4)는, 복수의 노드(노드 A41 내지 노드 D44)를 구비한다. 노드 A41은 하위 컨트롤러(6)에, 노드 B42는 계산기 IF 장치(9)(광의로는 CTC 계산기(10))에, 노드 C43은 설비 기기(7)에, 노드 D44는 냉각수 스프레이 밸브(8)에 접속되어 있다. 또한, 노드수는 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은, 제어 네트워크(4)로 있어서의 스캔 전송에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 노드 A41 내지 노드 D44는, 각각 동일 구성의 커먼 메모리(410 내지 440)를 갖는다. 각 커먼 메모리에는, 하위 컨트롤러(6)의 출력 데이터가 기입되는 기억 영역, CTC 계산기(10)에 의해 계산된 CTC 설정 정보가 기입되는 기억 영역, 설비 기기(7)의 출력 데이터(드라이브 장치나 상술한 각종 센서의 출력 데이터)가 기입되는 기억 영역 등이 중복되지 않도록 할당되어 있다.

각 노드는, 자신의 노드가 관리하는 커먼 메모리 상의 데이터를, 다른 모든 노드에 주기적으로 동보 전송하는 동보 전송 기능을 갖는다. 예를 들어, 노드 A41은, 커먼 메모리(410) 상에 하위 컨트롤러(6)의 출력 데이터가 기입되는 기억 영역에 있는 데이터를, 다른 모든 노드에 주기적으로 동보 전송하고, 각 커먼 메모리 상의 데이터를 동기한다. 제어 네트워크(4)는, 수 msec 주기로 스캔 전송을 실시 가능하다.

이와 같이, 제어 네트워크(4)는, 일반적인 전송문의 송수신을 행하는 방식과 달리, 커먼 메모리 상의 각 데이터의 기억 위치(어드레스)가 미리 정의되어 있고, 각 접속 기기로부터 각 데이터를 참조할 수 있다. 또한, 제어 네트워크(4)로는, 하위 컨트롤러(6)의 내부 데이터를 외부(예를 들어, 데이터 수집 장치)로부터 감시할 수 있도록, 하위 컨트롤러(6)로부터 내부 데이터가 송신되고 있어, 제어 네트워크(4)로 접속된 기기로부터 감시ㆍ보존ㆍ검색이 가능하게 되어 있다. 이 내부 데이터에는, 후술하는 재료 정보, 트래킹 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보, 실적 정보가 포함된다.

도 2로 되돌아가 설명을 계속한다. 압연 계산기(5)는, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보를 산출하는 설정 계산을 실시한다. 마무리 설정 정보는, 마무리 압연기(23)를 제어하기 위한 동작 설정값을 설계 계산에 의해 산출된 정보이다. 코일러 설정 정보는, 코일러(25)를 제어하기 위한 동작 설정값을 설정 계산에 의해 산출된 정보이다. 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보, 재료 정보, 트래킹 정보는, 정보 네트워크(3)를 통하여 하위 컨트롤러(6)에 전송된다.

하위 컨트롤러(6)는, 프로그래머블 로직 컨트롤러이다. 하위 컨트롤러(6)는, 비주기적으로 데이터를 전송하는 정보 네트워크(3)를 통하여, 압연 계산기(5)에 접속하고 있음과 함께, 정주기로 제어 정보가 흐르고 있는 제어 네트워크(4)를 통하여, 설비 기기(7), 냉각수 스프레이 밸브(8), 계산기 IF 장치(9)에 접속되어 있다. 일반적으로 하위 컨트롤러(6)는, 그 제어 범위마다, 기능마다 복수의 컨트롤러로 구성되어 있다. 복수의 컨트롤러간의 데이터의 통신, 공유는 제어 네트워크(4)를 통하여 행해지고 있다.

하위 컨트롤러(6)는, 압연 계산기(5)로부터, 정보 네트워크(3)를 통하여, 피압연재(1)에 관한 재료 정보, 트래킹 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보를 취득한다. 또한, 하위 컨트롤러(6)는, 피압연재(1)에 관한 재료 정보, 트래킹 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보, 실적 정보를 제어 네트워크(4)로 출력한다.

설비 기기(7)는, 예를 들어 도 1의 마무리 압연기(23)의 각 압연 스탠드의 드라이브 장치, 코일러(25)의 드라이브 장치, 상술한 각종 센서 등이다.

냉각수 스프레이 밸브(8)는, 반송 테이블(24)에 설치된 냉각 장치(241)가 갖는 기기이다. 냉각 장치(241)는, 다수의 냉각수 스프레이 밸브(8)를 갖고, CTC 설정 정보에 기초하여 냉각수 스프레이 밸브(8)가 개폐 조작된다. CTC 설정 정보는 CTC 계산기(10)에 의해 산출된다. CTC 설정 정보에는, ROT 밸브 패턴으로 하고, 각 밸브의 ON(주수)/OFF(무주수)상태가 설정되어 있다. 또한, 냉각수 스프레이 밸브(8)는 개폐 밸브여도 되고 유량 제어 밸브여도 된다.

계산기 IF 장치(9)는, 제어 네트워크(4)와 CTC 계산기(10)를 접속하기 위한 인터페이스 장치이며, 광의로는 CTC 계산기(10)에 포함된다. 계산기 IF 장치(9)는, CTC 설정 정보를 산출하기 위해 필요한 정보(피압연재(1)에 관한 재료 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보, 트래킹 정보 및 상술한 각종 센서로부터 입수된 실적 정보)를 제어 네트워크(4)로부터 입력해 CTC 계산기(10)로 출력한다. 또한, 계산기 IF 장치(9)는, CTC 계산기(10)가 계산한 CTC 설정 정보를 입력하고, 제어 네트워크(4)로 출력한다.

CTC 계산기(10)는, 계산기 IF 장치(9) 및 제어 네트워크(4)를 통하여 하위 컨트롤러(6)와 접속되어 있다. CTC 계산기(10)는, 냉각 장치(241)를 제어하기 위한 CTC 설정 정보를 계산한다.

다음에, 도 4를 참조하여 권취 온도 제어 시스템의 동작에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 CTC 계산기(10)는, CTC 설정 계산에 필요한 각종 정보(피압연재(1)에 관한 재료 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보, 트래킹 정보 및 상술한 각종 센서로부터 입수한 실적 정보)를 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)를 통하여 입력한다.

하위 컨트롤러(6)는, 압연 계산기(5)로부터 정보 네트워크(3)를 통하여 각종 정보를 수신한 타이밍에, 제어 네트워크(4)로 CTC 설정 계산에 필요한 정보를 출력한다.

트래킹 정보 및 실적 정보는, 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)로 항상 출력된다. CTC 계산기(10)의 트래킹부(11)는, 제어 네트워크(4)로부터 트래킹 정보 및 실적 정보를 제어 주기마다 판독한다.

재료 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보는 순으로 갱신되기 때문에, 트래킹부(11)는, 재료 정보, 마무리 설정 정보, 코일러 설정 정보를 순번으로 판독한다.

우선, 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)로 재료 정보가 출력된다(1). 재료 정보는, 강종이나 목표 압연 사이즈(두께, 폭, 길이)나 목표 권취 온도 등의 다수의 제어 목표값을 포함한다. 재료 정보는, 다수의 항목에 관한 데이터를 포함하고, 1 제어 주기로 각 노드의 모든 데이터가 동기하는 것은 아니고, 각 데이터는 별개의 타이밍에 도착한다. 모든 데이터가 덮어쓰기될 때까지는 오래된 데이터가 혼재되어 있으므로, CTC 계산기(10)는, 재료 정보의 모든 데이터가 정렬되고 나서 판독할 필요가 있다. 그 때문에, 커먼 메모리에는 재료 정보의 모든 데이터가 정렬되었을 때 ON이 되는 판독 명령이 기입되는 기억 영역이 할당되어 있다(2). 트래킹부(11)는, 제어 주기마다 판독 명령의 ON/OFF를 확인한다(3). 또한, 트래킹부(11)는, 트래킹 정보에 기초하여, 권취 온도 제어의 대상인 제어예정의 피압연재(1)(이하, 목적 피압연재라고 기재함)의 현재 위치를 트래킹한다. 트래킹부(11)는, 판독 명령이 ON, 또한, 목적 피압연재가 마무리 압연기(23)의 입측보다 상류에 있는 타이밍에, 목적 피압연재에 관한 재료 정보를 판독한다(4).

마무리 설정 정보도, 기본적으로 재료 정보와 마찬가지의 수순으로 CTC 계산기(10)에 판독한다. 우선, 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)로 마무리 설정 정보가 출력된다(5). 마무리 설정 정보는, 마무리 압연기(23)의 각 스탠드의 출측 판 두께나 스탠드 속도 등의 다수의 제어 목표값을 포함한다. 마무리 설정 정보는, 다수의 항목에 관한 데이터를 포함하고, 1제어 주기로 각 노드의 모든 데이터가 동기하는 것은 아니고, 각 데이터는 별개의 타이밍에 도착한다. 모든 데이터가 덮어쓰기될 때까지는 오래된 데이터가 혼재되어 있기 때문에, CTC 계산기(10)는, 마무리 설정 정보의 모든 데이터가 정렬되고 나서 판독할 필요가 있다. 그 때문에, 커먼 메모리에는 마무리 설정 정보의 모든 데이터가 정렬되었을 때 ON이 되는 판독 명령이 기입되는 기억 영역이 할당되어 있다(6). 트래킹부(11)는, 제어 주기마다 판독 명령의 ON/OFF를 확인한다(7). 트래킹부(11)는, 판독 명령이 ON, 또한, 목적 피압연재가 마무리 압연기(23)의 입측보다 상류에 있으며, 또한, 재료 정보가 판독 완료의 타이밍에, 목적 피압연재에 관한 마무리 설정 정보를 판독한다(8).

코일러 설정 정보에 대해서도 기본적으로 재료 정보나 마무리 설정 정보와 마찬가지의 수순으로 CTC 계산기(10)에 판독한다. 우선, 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)로 코일러 설정 정보가 출력된다(9). 코일러 설정 정보는, 코일러(25)의 러그율이나 리드율 등의 다수의 제어 목표값을 포함한다. 코일러 설정 정보는, 다수의 항목에 관한 데이터를 포함하고, 1제어 주기로 각 노드의 모든 데이터가 동기하는 것은 아니고, 각 데이터는 별개의 타이밍에 도착한다. 모든 데이터가 덮어쓰기될 때까지는 오래된 데이터가 혼재되어 있기 때문에, CTC 계산기(10)는, 코일러 설정 정보의 모든 데이터가 정렬되고 나서 판독할 필요가 있다. 그 때문에, 커먼 메모리에는 코일러 설정 정보의 모든 데이터가 정렬되었을 때 ON이 되는 판독 명령이 기입되는 기억 영역이 할당되어 있다(10). 트래킹부(11)는, 제어 주기마다 판독 명령의 ON/OFF를 확인한다(11). 트래킹부(11)는, 판독 명령이 ON, 또한, 목적 피압연재가 마무리 압연기(23)의 입측보다 상류에 있으며, 또한, 재료 정보 및 마무리 설정 정보가 판독 완료의 타이밍에, 목적 피압연재에 관한 코일러 설정 정보를 판독한다(12).

이와 같이, 트래킹부(11)는, 목적 피압연재가 마무리 압연기(23)보다 상류에 있는 경우에, 하위 컨트롤러(6)로부터 제어 네트워크(4)로 출력된 목적 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보를 순으로 입력한다. 그 후, 트래킹부(11)는, 설정 계산 요구를 출력한다.

CTC 설정 계산부(12)는, 설정 계산 요구를 입력하고, 목적 피압연재에 관한 재료 정보와 마무리 설정 정보와 코일러 설정 정보에 기초하여, 목적 피압연재를 냉각하기 위한 CTC 설정 정보를 산출하는 설정 계산을 실시한다. 산출된 CTC 설정 정보는, 각 냉각수 스프레이 밸브(8)의 ON(주수)/OFF(무주수)상태를 설정한 ROT 밸브 패턴을 포함한다. CTC 설정 정보는, 제어 네트워크(4)를 통하여, 하위 컨트롤러(6) 및/또는 냉각수 스프레이 밸브(8)로 전송된다.

실적 정보는, 하위 컨트롤러(6)와 상술한 각종 센서로부터의 온도 정보, 속도 정보, 상태 정보를 제어 네트워크(4)로부터 계산기 IF 장치(9)가 취출해 CTC 계산기(10)로 송신한다. 온도 정보가 아날로그값인 경우, 계산기 IF 장치(9)에 의해 디지털값으로 변환된다. 또한, 상술한 온도 센서에는 채터링이 발생될 가능성이 있기 때문에, 계산기 IF 장치(9)에 의해 채터링 체크를 행한다. CTC 계산기(10)의 다이내믹 제어는, 각 온도 센서 바로 밑의 펄스 게이트 신호에 의해 실시하고 있다. 펄스 게이트 신호가 존재하지 않는 경우에는, 계산기 IF 장치(9)가 일정 주기로 피압연재(1)의 재료 속도로부터 이동 거리를 산출하여 각 온도 센서 바로 밑에서의 재료 트래킹을 실시하고, 펄스 게이트 신호를 발생시킨다.

(효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 권취 온도 제어 시스템에 의하면, CTC 계산기(10)는, CTC 설정 계산에 필요한 정보를, 정주기로 제어 정보가 흐르고 있는 제어 네트워크(4)를 통하여 하위 컨트롤러(6)로부터 입수할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, CTC 계산기(10)와 압연 계산기(5)의 직접적인 관계가 없기 때문에, 메이커 선정의 자유도가 향상되고, CTC 계산기를 단독으로 갱신 가능하다. CTC 계산기만을 갱신할 수 있게 되면, 적은 설비 투자로 단기간에 최신 계산기를 이용할 수 있고, 코일의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 압연 계산기와 CTC 계산기의 갱신 시기를 각각 어긋나게 설정할 수 있다. 그 때문에, 작업 비용, 작업 공정수의 집중을 피하여 갱신 작업을 계획적으로 실시할 수 있다.

또한, 하위 컨트롤러(6)는, 종래부터 권취 온도 제어의 연산에 필요한 각종 정보를 압연 계산기(5)로부터 수신하고 있으며, 또한, 최근의 제어 네트워크(4)의 데이터 전송 고속화, 대용량화에 의해, CTC 계산기(10)가 하위 컨트롤러(6)로부터 각종 정보를 입수해도, 플랜트의 제어에 전혀 영향을 주지 않는다.

또한 권취 온도 제어의 연산에 필요한 각종 정보는, 복수 설치되어 있는 하위 컨트롤러(6)사이의 데이터 공유나 데이터의 감시 때문에, 제어 네트워크(4) 상에 미리 설계된 커먼 메모리의 어드레스 상에 할당되어 항상 최신 데이터로 하여 갱신되도록 설계되어 있다. 따라서, 하위 컨트롤러(6)로부터 CTC 계산기(10)에 각종 정보를 송신하는 경우에서도 새롭게 기능을 추가 변경할 필요는 없으며, 새로운 작업은 매우 적다.

이와 같이, CTC 계산기(10)만을 갱신하는 경우에도, 기존의 압연 계산기(5)나 하위 컨트롤러(6)의 개조 범위를 최소한으로 할 수 있으므로, 신뢰성을 높여 그 시험 조정 기간을 최단으로 하는 것이 가능하게 된다.

(변형예)

그런데, 상술한 실시 형태 1의 시스템에 있어서는, CTC 계산기(10)는 계산기 IF 장치(9)를 통하여 제어 네트워크(4)와 접속하고 있지만, 고성능 처리 능력을 갖는 CTC 계산기(10)에서는, 제어 네트워크(4)의 인터페이스 기능을 도입하는 것이 가능하다. 그 때문에, 도 5에 도시하는 바와 같이, CTC 계산기(10)에 계산기 IF 장치(9)의 기능을 합치는 것으로 해도 된다.

또한, 상술한 실시 형태 1의 시스템에서는, CTC 계산기(10)는 필요한 정보를 하위 컨트롤러(6)로부터 입수하는 경우에 대해 설명하였다. 그런데, 기존의 압연 계산기(5)가 상위 계산기(도시 생략)로부터 입수하고 있는 압연 지시 정보(PDI: Primary Data Information) 등의 일부의 데이터에 대해서는, CTC 계산기(10)의 통신 수신처 변경 등의 개조는 용이하기 때문에, 압연 계산기(5)로부터 계산기 간 통신 경로(20)를 통하여 수신하는 것으로 해도 된다(도 6). PDI 데이터는, 상위 계산기에 의해 설정되는 데이터이며, 제어 대상으로 되는 조 압연기나 마무리 압연기 등에 관한 각종 프리셋 데이터나, 피압연재(1)의 압연 목표 사양을 나타내는 데이터 등에 의해 구성된다.

(하드웨어의 구성예)

CTC 계산기(10)의 하드웨어 구성에 대해 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은, 도 4의 CTC 계산기(10)가 갖는 처리 회로의 하드웨어의 구성예를 도시하는 블록도이다. 도 4에 도시하는 CTC 계산기(10)의 각 부는, CTC 계산기(10)가 갖는 기능의 일부를 나타내고, 각 기능은 처리 회로에 의해 실현된다. 예를 들어, 처리 회로는, CPU(101), ROM(102), RAM(103), 입출력 인터페이스(104), 시스템 버스(105), 입력 장치(106), 표시 장치(107), 스토리지(108)를 구비한 컴퓨터이다.

CPU(101)는, ROM(102)이나 RAM(103)에 저장된 프로그램이나 데이터 등을 사용하여 각종 연산 처리를 실행하는 처리 장치이다. ROM(102)은, 컴퓨터에 각 기능을 실현시키기 위한 기본 프로그램이나 환경 파일 등을 기억하는 판독 전용 기억 장치이다. RAM(103)은, CPU(101)이 실행하는 프로그램 및 각 프로그램의 실행에 필요한 데이터를 기억하는 주기억 장치이며, 고속인 판독과 기입이 가능하다. 입출력 인터페이스(104)는, 각종 하드웨어와 시스템 버스(105)의 접속을 중개하는 장치이다. 시스템 버스(105)는, CPU(101), ROM(102), RAM(103) 및 입출력 인터페이스(104)로 공유되는 정보 전달로이다.

또한, 입출력 인터페이스(104)에는, 입력 장치(106), 표시 장치(107), 스토리지(108) 등의 하드웨어가 접속되어 있다. 입력 장치(106)는, 오퍼레이터에 의한 입력을 처리하는 장치이며, 예를 들어 키보드나 마우스이다. 상술한 각 부의 처리는, 입력 장치(106)로부터의 입력을 기점으로 하여 실행된다. 표시 장치(107)는, 예를 들어 디스플레이다. 스토리지(108)는, 프로그램이나 데이터를 축적하는 대용량의 보조 기억 장치이며, 예를 들어 하드 디스크 장치나 불휘발성 반도체 메모리 등이다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

1: 피압연재
2: 열간 압연 라인
3: 정보 네트워크
4: 제어 네트워크
5: 압연 계산기
6: 하위 컨트롤러(프로그래머블 로직 컨트롤러)
7: 설비 기기
8: 냉각수 스프레이 밸브
9: 계산기 IF 장치
10: CTC 계산기(권취 온도 제어 계산기)
11: 트래킹부
12: CTC 설정 계산부
20: 계산기 간 통신 경로
21: 가열로
22: 조 압연기
23: 마무리 압연기
24: 반송 테이블
25: 코일러
26: FDT 센서
27: MT 센서
28: CT 센서
29: 속도 센서
30: 센서
41 내지 44: 노드 A 내지 노드 D
101: CPU(Central Processing Unit)
102: ROM(Read Only Memory)
103: RAM(Random Access Memory)
104: 입출력 인터페이스
105: 시스템 버스
106: 입력 장치
107: 표시 장치
108: 스토리지
241: 냉각 장치
410 내지 440: 커먼 메모리

Claims

피압연재를 압연하는 마무리 압연기와, 압연된 상기 피압연재를 냉각하는 냉각 장치가 설치된 반송 테이블과, 냉각된 상기 피압연재를 권취하는 코일러를 갖는 열간 압연 라인에 사용되는 권취 온도 제어 시스템이며,
상기 마무리 압연기를 제어하기 위한 마무리 설정 정보와 상기 코일러를 제어하기 위한 코일러 설정 정보를 계산하는 압연 계산기로부터, 정보 네트워크를 통하여, 상기 피압연재에 관한 재료 정보와 상기 마무리 설정 정보와 상기 코일러 설정 정보를 취득하는 프로그래머블 로직 컨트롤러와,
상기 냉각 장치를 제어하기 위한 CTC 설정 정보를 계산하는 권취 온도 제어 계산기와,
커먼 메모리를 갖는 노드를 복수 갖고, 해당 복수의 노드간에서의 주기적인 동보 전송에 의한 커먼 메모리 상의 데이터의 동기에 의해, 1의 노드에 접속하는 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러와 다른 1의 노드에 접속하는 상기 권취 온도 제어 계산기 사이에서 정보를 송수신하는 제어 네트워크를 구비하고,
상기 권취 온도 제어 계산기는,
권취 온도 제어의 대상인 목적 피압연재가 상기 마무리 압연기보다 상류에 있는 경우에, 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러로부터 상기 제어 네트워크로 출력된 상기 목적 피압연재에 관한 상기 재료 정보와 상기 마무리 설정 정보와 상기 코일러 설정 정보를 순으로 입력하고, 설정 계산 요구 신호를 출력하는 트래킹부와,
상기 설정 계산 요구 신호를 입력한 경우에, 상기 목적 피압연재에 관한 상기 재료 정보와 상기 마무리 설정 정보와 상기 코일러 설정 정보에 기초하여, 상기 목적 피압연재를 냉각하기 위한 상기 CTC 설정 정보를 산출하는 설정 계산을 실시하는 CTC 설정 계산부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 권취 온도 제어 시스템.
제1항에 있어서, 상기 권취 온도 제어 계산기와 상기 압연 계산기는 상기 정보 네트워크로 직접 접속하지 않는 것
을 특징으로 하는 권취 온도 제어 시스템.