KR20010061655A - Response time control apparatus of hot strip mill and its control method - Google Patents

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KR20010061655A KR1019990064153A KR19990064153A KR20010061655A KR 20010061655 A KR20010061655 A KR 20010061655A KR 1019990064153 A KR1019990064153 A KR 1019990064153A KR 19990064153 A KR19990064153 A KR 19990064153A KR 20010061655 A KR20010061655 A KR 20010061655A
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박철재
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이구택
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Abstract

PURPOSE: A device for controlling response of a hot finishing rolling looper and a control method thereof are provided to improve the performance and the response of loopers mounted between stands of a finishing mill, thereby improving the quality of a steel plate. CONSTITUTION: A device for controlling response of a hot finishing rolling looper includes a microprocessor(10) for determining whether a real measurement value of a looper angle is larger than a target value to determine to output a proportional control gain or to output a proportional integration control gain, a SSC(Supervisory Control Computer:9) for reading data set for finishing rolling from the microprocessor, a data collecting part(11) for the determination of the microprocessor as to whether a steel plate is advanced to a stand(i+1), and a load cell(12) mounted to a looper roll(3) for determining whether a rolling plate torque is input.

Description

열간 사상 압연 루퍼의 응답제어장치 및 그 제어방법{Response time control apparatus of hot strip mill and its control method}Response time control apparatus of hot strip mill and its control method

본 발명은 열간 사상압연의 루퍼 응답제어장치 및 이에 적합한 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사상압연기의 스탠드 사이에 설치된 루퍼의 기동시점에서 응답성을 향상시킬 수 있는 열간 사상 압연 루퍼의 응답제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a looper response control device for hot finishing rolling and a control method suitable thereto. More specifically, the response control of a hot finishing rolling looper which can improve the response at the start of the looper installed between the stands of the finishing mill An apparatus and a control method thereof are provided.

일반적으로, 루퍼는 열간 사상압연 장치에서 2개의 인접한 압연롤 사이에 설치되어, 압연기의 압연속도 및 압하율의 변동에 기인한 압연판의 장력변동을 완화시키는 장치이다.In general, a looper is a device that is provided between two adjacent rolling rolls in a hot finishing rolling device to alleviate the tension variation of the rolling plate due to variations in the rolling speed and the rolling reduction rate of the rolling mill.

상기한 루퍼는 강판의 장력을 일정하게 유지하여 통판성을 양호하게 할 뿐 아니라 강판의 폭을 균일하게 유지시키는 역할을 한다.The looper maintains a constant tension of the steel sheet to improve the sheet-flow property as well as to maintain the width of the steel sheet uniformly.

따라서, 루퍼는 적정한 장력 제어와 높이 제어가 이루어져야 하는데, 루퍼의 제어가 불량한 상태에서는 강판의 장력 변화 때문에 두께 제어의 효과는 기대할 수 없으며, 그 때문에 제품의 두께 변화율이 커져서 두께 및 폭 적중률이 떨어지므로 제품에 막대한 영향을 초래한다.Therefore, the looper should have proper tension control and height control, but in the state of poor control of the looper, the effect of thickness control cannot be expected due to the change of the tension of the steel sheet. It has a huge impact on the product.

기존의 루퍼 제어방식은 I+1스탠드에 압연판이 진입하고, 약 0.1초 후에 루퍼가 기동하기 시작하여 약 0.6초 이후에 루퍼 비례적분(PI)제어가 개시된다.In the conventional looper control method, the rolled plate enters the I + 1 stand, the looper starts to start after about 0.1 second, and the looper proportional integral (PI) control is started after about 0.6 second.

여기서, 상기한 루퍼 제어 장치 및 방법을 설명하면, 도1에 도시된 바와 같이 인접한 압연 롤(1, 1') 사이에 위치한 루퍼는 루퍼롤(3)과 루퍼 암(4)으로 이루어져 있으며, 강판(2)의 장력을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.Herein, the above-described looper control apparatus and method will be described. As shown in FIG. 1, the looper located between the adjacent rolling rolls 1 and 1 'includes a looper roll 3 and a looper arm 4, and a steel sheet. It serves to keep the tension of (2) constant.

여기서, 상기한 루퍼롤(3)은 하중센서(load cell)(12)를 구비하는데, 이 하중센서에서 측정된 강판(2)의 장력과 목표 장력과의 오차를 줄이기 위하여 루퍼각도를 제어한다.Here, the looper roll 3 includes a load cell 12, which controls the looper angle in order to reduce the error between the tension and the target tension of the steel sheet 2 measured by the load sensor.

상기한 루퍼각도를 제어하는 방법은 먼저, 루퍼각도(θ)를 검출하여 루퍼 구동계(6), 즉 루퍼 암(4)을 회전시키는 루퍼 모터로 피드백 시켜 상기 검출된 루퍼각도(θ)가 목표 각도가 되도록 조절한다.In the method of controlling the looper angle, first, the looper angle θ is detected and fed back to the looper driving system 6, that is, the looper motor for rotating the looper arm 4 so that the detected looper angle θ is a target angle. Adjust to

또한, 검출된 루퍼각도(θ)는 높이 제어기(7)를 통해 회전속도 목표치를 계산하고 메인모터(8)로 입력되어, 메인모터(8)의 회전속도를 조절함으로 압연 롤(1,1')의 회전속도를 제어한다.In addition, the detected looper angle θ is calculated through the height controller 7 and the rotational speed target value is input to the main motor 8 to adjust the rotational speed of the main motor 8 to control the rolling rolls 1 and 1 '. Control the rotation speed of).

이때, 루퍼 구동계(6)는 강판(2)이 I+1스탠드에 진입되고 0.1초 후에 루퍼 구동계(6)를 움직이게 하는 전류로 인하여 구동하게 되는 바, 약 0.6초 후에 비례제어에 의한 루퍼의 높이 제어기의 출력에 따라서 제어가 시작된다.At this time, the looper driving system 6 is driven by a current for moving the looper driving system 6 after 0.1 seconds after the steel sheet 2 enters the I + 1 stand, and the looper height is approximately 0.6 seconds later. Control begins according to the output of the controller.

그러나, 루퍼가 동작하여 약 0.2~0.3초 후에는 루퍼가 강판에 닿게 되지만, 이 시점에서는 루퍼의 제어가 없는 상황이고, 목표각도까지 상승하기 위한 루퍼의 응답성도 크게 떨어지게 된다.However, after about 0.2 to 0.3 seconds after the looper operates, the looper comes into contact with the steel sheet, but at this point, there is no control of the looper, and the looper's responsiveness to reach the target angle is also greatly reduced.

따라서, 루퍼가 동작하고 제어가 시작되기 이전에도, 루퍼의 응답성을 향상시키기 위하여 비례제어동작을 수행할 필요가 있다.Therefore, even before the looper operates and control starts, it is necessary to perform the proportional control operation to improve the looper responsiveness.

그러나, 상기한 바와 같이 설정된 시간은 압연판의 강종이나 사이즈에 따라서 제어시점이 늦어지는 원인이 되며, 이로 인해 루퍼 제어가 늦게 시작되어 루퍼의 제어성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다.However, the time set as described above causes the control point to be delayed according to the steel grade or size of the rolled plate, which causes a problem that the looper control is started late and the control performance of the looper is degraded.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사상압연 스탠드간에 설치되어 있는 루퍼의 제어성능을 향상시키고 루퍼의 응답성을 향상시킬 수 있는 열간 사상 압연 루퍼의 응답제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, and to improve the control performance of the looper installed between the finishing rolling stand and the response control device of the hot finishing rolling looper and the control method thereof which can improve the response of the looper In providing.

도1은 기존의 열간 압연 루퍼 제어기 구조를 도시한 개략도이고,1 is a schematic diagram showing a conventional hot rolling looper controller structure,

도2는 본 발명에 따른 루퍼 응답성 향상 알고리즘을 도시한 플로우 차트이며,2 is a flow chart illustrating a looper responsiveness improvement algorithm according to the present invention;

도3은 본 발명에 따른 루퍼 제어기 구조를 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a looper controller structure according to the present invention.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♠

1 : 상부 사상압연 롤 1' : 하부 사상압연 롤1: Upper finishing roll 1 ': Lower finishing roll

2 : 강판 3 : 루퍼롤2: steel sheet 3: looper roll

4 : 루퍼 암(arm) 5 : 하중측정 센서(Load cell)4: Looper arm 5: Load measuring sensor

6 : 루퍼 구동계 7 : 높이제어기6: looper drive system 7: height controller

8 : 메인모터(Main Motor) 9 : SCC(Supervisory Control Computer)8: Main Motor 9: SCC (Supervisory Control Computer)

10 : 마이크로 프로세서 11 : 데이터 수집부10 microprocessor 11: data acquisition unit

12 : 루퍼 로드셀12: Looper Load Cell

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 열간 사상압연에서 스탠드간에 설치되어 있는 루퍼의 제어성능을 향상시키고 루퍼의 응답성을 향상시킬 수 있는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어장치에 있어서, 루퍼각도의 실측치를 수집하여 실측치가 목표치보다 큰가 여부를 파악하여 비례 제어 게인을 출력할 것인지 혹은 비례적분 제어 게인을 출력할 것인지를 판단하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서로부터 사상압연을 위한 설정 데이터를 읽어 들이는 SCC(Supervisory Control Computer)와, 상기 마이크로 프로세서가 I+1 스탠드에 강판이 진입되었는가의 여부를 파악하기 위해 설치된 데이터 수집부와, 상기 루퍼롤에 장착되어 압연판 토크가 입력되었는지를 판단하는 로드셀을 포함하는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어장치가 제공된다.According to the present invention for achieving the object as described above, in the hot finishing rolling looper response control device that can improve the control performance of the looper installed between the stand in the hot finishing rolling and improve the response of the looper, looper A microprocessor which collects actual values of angles and determines whether the actual values are larger than a target value and determines whether to output a proportional control gain or a proportional integral control gain, and read setting data for finishing rolling from the microprocessor. A supervisory control computer (SCC), a data collector installed to determine whether the microprocessor enters an I + 1 stand, and a roll plate torque mounted to the looper roll to determine whether a roll plate torque is input. Hot finishing rolling looper response control device including a load cell It is a ball.

또한, 본 발명에 따르면, 열간 사상압연에서 스탠드 사이에 설치되어 있는 루퍼의 제어성능을 향상시키고 루퍼의 응답성을 향상시킬 수 있는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어방법에 있어서, 사상 압연에 설치된 SCC(Supervisory Control Computer)로부터 강종, 사이즈, 압연 데이터 등의 설정값을 읽어 들이고, 각 스탠드에 설치된 로드셀로부터 강판이 진입되었는지를 판단하는 제1단계와, 상기 강판이 I+1 스탠드에 진입하면 루퍼가 구동하여 루퍼 응답성을 향상시키기 위하여 비례제어를 시작하는 제2단계 및, 상기 강판이 루퍼롤에 접촉한 것을 루퍼 로드셀을 이용하여 판단한 이후에 루퍼각도의 실측치가 목표치보다 크게 되는 시점에서 루퍼를 안정시키기 위해 비례적분 제어하는 제3단계를 포함하는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어방법이 제공된다.Further, according to the present invention, in the hot finishing rolling looper response control method capable of improving the control performance of the loopers provided between the stands in hot finishing rolling and improving the responsiveness of the looper, SCC (Supervisory) installed in finishing rolling The first step of reading the set values of steel grade, size, rolling data, etc. from the control computer, and determining whether the steel sheet has entered from the load cell installed in each stand, and the looper is driven when the steel sheet enters the I + 1 stand. In order to stabilize the looper at the time when the measured value of the looper angle becomes larger than the target value after the second step of starting the proportional control to improve the looper response and determining that the steel sheet is in contact with the looper roll using the looper load cell. A hot finishing rolling looper response control method including a third step of proportional integral control is provided.

도2는 본 발명에서 제안한 루퍼 제어기의 응답성을 향상시킬 수 있는 알고리즘을 상세하게 도시한 블록도이고, 도3은 본 발명에서 제안한 루퍼 제어 장치의 구조를 도시한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing in detail an algorithm capable of improving the responsiveness of the looper controller proposed in the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the looper control device proposed in the present invention.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안된 열간 사상 압연 루퍼의 응답제어방법은 다음과 같은 알고리즘으로 구성된다.As shown in Fig. 2, the response control method of the hot finishing rolling loop proposed in the present invention is composed of the following algorithm.

먼저, SCC(Supervisory Control Computer)(9)로부터 강종, 사이즈, 압연 데이터 등의 설정값을 읽어 들이는 제1단계와, 각 스탠드(1,1')에 설치된 로드셀(5)로부터 I 및 I+1 스탠드로 진입되었는지 판단하는 제2단계가 있다.First, a first step of reading set values, such as steel grade, size, and rolling data, from the supervisory control computer (SCC) 9, and I and I + from the load cells 5 installed in the stands 1, 1 '. 1 There is a second step of determining whether the stand has been entered.

이때, 제2단계는 I+1 스탠드에 압연판(2)이 진입되어야 두 스탠드간의 루퍼가 동작하므로 제2단계의 판단 로직이 필요하게 된다.In this case, since the looper between the two stands operates when the rolling plate 2 enters the I + 1 stand, the determination logic of the second stage is required.

I+1 스탠드에 강판(2)이 진입되었을 경우, 제 3단계에서는 루퍼 구동계를 작동시켜서 루퍼를 구동하게 한다.When the steel sheet 2 enters the I + 1 stand, in the third step, the looper drive system is operated to drive the looper.

기존의 알고리즘은 강판이 I+1 스탠드에 진입한 후 0.1초 후에 루퍼를 기동시켰으나, 0.1초란 시간은 의미가 없으며 지연되는 시간없이 루퍼를 기동시킴으로써 루퍼 제어의 효과를 증대시킬 수 있다.The conventional algorithm starts the looper 0.1 seconds after the steel plate enters the I + 1 stand, but the 0.1 second time is meaningless, and the looper can be started without delay to increase the effectiveness of the looper control.

제4단계에서는 루퍼가 기동한 후, 바로 루퍼의 비례제어를 시작하도록 명령을 출력한다.In the fourth step, after the looper is started, a command is output to start the proportional control of the looper.

기존의 알고리즘에 의하면, 루퍼는 판에 닿기까지는 자신의 관성만으로 작용하여 자신의 관성을 이기기 위한 과도한 전류가 필요하게 된다.According to the existing algorithm, the looper only works with its own inertia until it reaches the plate, and requires excessive current to overcome its inertia.

또한, 루퍼의 높이 제어기(7)가 작동하기까지는 아무런 제어도 인가되지 않기 때문에, 루퍼의 응답성을 향상시키기 위해서는 루퍼 전류를 크게 인가할 수 밖에 없다.In addition, since no control is applied until the height controller 7 of the looper is operated, it is inevitable to apply a large looper current to improve the responsiveness of the looper.

그러나, 루퍼 구동계(6)의 전류를 무조건 크게 인가할 수는 없을 뿐 아니라 큰 전류로 인하여 루퍼가 강판(2)과 닿을 때 강판(2)이 찢어진다는 등의 문제점을 가지고 있다.However, not only the current of the looper drive system 6 cannot be largely applied unconditionally, but also the steel sheet 2 is torn when the looper contacts the steel sheet 2 due to the large current.

따라서, 기존의 루퍼의 높이 제어기(7)가 작동하기 전까지는 비례제어만으로 루퍼의 응답성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, until the height controller 7 of the existing looper operates, the response of the looper can be greatly improved by only proportional control.

제5단계에서는 루퍼의 제어 명령을 바탕으로 루퍼를 기동시키는 단계이고, 제6단계에서는 루퍼의 로드셀(12)에 강판(2)의 토크가 입력되었는지를 판단하는 단계이다.In the fifth step, the looper is started based on the control command of the looper. In the sixth step, it is determined whether the torque of the steel sheet 2 is input to the load cell 12 of the looper.

즉, 이는 루퍼 로드셀(12)에 강판이 닿았는지를 판단하는 단계인 바, 이때 루퍼롤(3)과 강판(2)이 닿지 않았을 경우에는 계속하여 루퍼의 비례제어기를 동작시키게 된다.That is, this is a step of determining whether the steel sheet is in contact with the looper load cell 12. At this time, when the looper roll 3 and the steel sheet 2 do not touch, the proportional controller of the looper is continuously operated.

제7단계는 루퍼각도(θ)의 실측치가 목표치보다 큰지 작은지를 판단하는 단계로서, 만약 루퍼각도의 실측치가 목표치 보다 큰 경우에는, 루퍼는 더 이상 빨리 기동할 필요가 없고, 비례 제어만 계속 될 경우 각도 안정성이 문제가 되기 때문에 기존의 루퍼 비례적분(PI) 제어기를 동작시킨다.The seventh step is to determine whether the measured value of the looper angle θ is larger or smaller than the target value. If the measured value of the looper angle is larger than the target value, the looper does not need to be started any more quickly and only proportional control is continued. In this case, the angular stability is a problem, so the existing looper proportional integral (PI) controller is operated.

이를 통해, 루퍼는 루퍼각도가 목표치 보다 작은 경우에는 비례 제어함으로써, 루퍼의 응답성을 향상시키고, 루퍼각도가 목표치 보다 큰 경우에는 비례적분 제어기로써 루퍼를 안정시킬 수 있는 효과가 있다.Through this, the looper is proportionally controlled when the looper angle is smaller than the target value, thereby improving the responsiveness of the looper, and when the looper angle is larger than the target value, the looper can be stabilized by the proportional integral controller.

도3에서는, 본 발명에서 제안된 루퍼 응답성을 향상시킬 수 있는 장치를 도시하였다.In FIG. 3, an apparatus capable of improving looper responsiveness proposed in the present invention is illustrated.

먼저, 제2도의 1단계인 SCC(Supervisory Control Computer)(9)로부터 사상압연을 위한 설정 데이터를 읽어 들이는 SCC(9)를 장착하고, 제2단계인 I+1 스탠드에 강판(2)이 진입되었는가의 여부를 파악하기 위한 데이터 수집부(11)를 구비하며, 제3단계인 루퍼를 구동시키기 위한 루퍼 구동계(6), 제7단계인 루퍼각도의 실측치를 수집하여 실측치가 목표치보다 큰가 여부를 파악하여 제4단계의 비례 제어게인을 출력할 것인지, 제8단계의 비례적분 제어게인을 출력할 것인지를 판단하는 마이크로 프로세서(10)를 장착한다.First, the SCC 9 for reading the setting data for finishing rolling from the SCC (Supervisory Control Computer) 9 as shown in FIG. 2 is mounted, and the steel sheet 2 is mounted on the I + 1 stand as the second step. It is provided with a data collection unit 11 to determine whether entered, the looper drive system 6 for driving the looper as the third step, and the measured value of the looper angle as the seventh step to collect whether the measured value is larger than the target value. The microprocessor 10 is configured to determine whether to output the proportional control gain of the fourth step or the proportional integral control gain of the eighth step.

또한, 제6단계의 루퍼 로드셀에 압연판 토크가 입력되었는지를 판단하기 위하여 루퍼롤(3)에 로드셀(12)을 장착한다.In addition, the load cell 12 is mounted on the looper roll 3 to determine whether the rolling plate torque is input to the looper load cell of the sixth step.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 사상압연 스탠드간에 설치되어 있는 루퍼의 제어성능을 향상시키고 루퍼의 응답성을 향상시켜 루퍼에 의한 강판의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect that can improve the control performance of the looper provided between the finishing rolling stand, improve the response of the looper to improve the quality of the steel sheet by the looper.

Claims (2)

열간 사상압연에서 스탠드 사이에 설치되어 있는 루퍼의 제어성능을 향상시키고 루퍼의 응답성을 향상시킬 수 있는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어장치에 있어서,In the hot finishing rolling looper response control device which can improve the control performance of the loopers installed between the stands and improve the looper response in hot finishing rolling, 루퍼각도의 실측치를 수집하여 실측치가 목표치보다 큰가 여부를 파악하여 비례 제어 게인을 출력할 것인지 혹은 비례적분 제어 게인을 출력할 것인지를 판단하는 마이크로 프로세서와,A microprocessor which collects the measured values of the looper angles, determines whether the measured values are larger than the target values, and outputs the proportional control gain or the proportional integral control gain; 상기 마이크로 프로세서로부터 사상압연을 위한 설정 데이터를 읽어 들이는 SCC(Supervisory Control Computer)와,SCC (Supervisory Control Computer) for reading configuration data for finishing rolling from the microprocessor, 상기 마이크로 프로세서가 I+1 스탠드에 강판이 진입되었는가의 여부를 파악하기 위해 설치된 데이터 수집부와,A data collector configured to determine whether the microprocessor enters the I + 1 stand or not; 상기 루퍼롤에 장착되어 압연판 토크가 입력되었는지를 판단하는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어장치.And a load cell mounted on the looper roll to determine whether a rolling plate torque is input. 열간 사상압연에서 스탠드 사이에 설치되어 있는 루퍼의 제어성능을 향상시키고 루퍼의 응답성을 향상시킬 수 있는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어방법에 있어서,In the hot finishing rolling looper response control method which can improve the control performance of the loopers installed between the stands and improve the looper response in hot finishing rolling, 사상 압연에 설치된 SCC(Supervisory Control Computer)로부터 강종, 사이즈, 압연 데이터 등의 설정값을 읽어 들이고, 각 스탠드에 설치된 로드셀로부터 강판이 진입되었는지를 판단하는 제1단계와;A first step of reading set values such as steel grade, size, rolling data, etc. from a supervisory control computer (SCC) installed in finishing rolling, and determining whether the steel sheet has entered from a load cell installed in each stand; 상기 강판이 I+1 스탠드에 진입하면 루퍼가 구동하여 루퍼 응답성을 향상시키기 위하여 비례제어를 시작하는 제2단계 및;A second step in which the looper is driven when the steel sheet enters the I + 1 stand and starts proportional control to improve looper responsiveness; 상기 강판이 루퍼롤에 접촉한 것을 루퍼 로드셀을 이용하여 판단한 이후에 루퍼각도의 실측치가 목표치보다 크게 되는 시점에서 루퍼를 안정시키기 위해 비례적분 제어하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열간 사상 압연 루퍼 응답제어방법.And a third step of controlling proportional integration to stabilize the looper when the measured value of the looper angle becomes larger than the target value after determining that the steel sheet contacts the looper roll by using the looper load cell. Looper response control method.
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