KR20090076814A - Thickness control system, thickness control apparatus, and thickness control method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 압연기의 판 두께 제어 시스템, 그 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a plate thickness control system of a rolling mill, an apparatus thereof, and a method thereof.
압연기로 강판(피압연재)을 압연하여 생성되는 압연재의 양부는, 목표의 판 두께가 얻어지는지의 여부로 결정된다. 목표의 판 두께를 얻기 위해, 다양한 제어 방법이 제안되고, 예를 들면 특허 문헌 1에는 매스 플로우 일정 법칙을 이용한 판 두께 제어의 기술이 개시되어 있다.Both parts of the rolling material produced by rolling a steel plate (rolling material) with a rolling mill are determined by whether the target plate | board thickness is obtained. In order to obtain a target plate thickness, various control methods are proposed, and for example,
예를 들면 특허 문헌 1에 기재한 바와 같이, 종래 피압연재의 이송 속도 및 피압연재의 판 두께로부터 매스 플로우 일정 법칙을 이용하여 매스 플로우 판 두께를 산출한다. 그리고, 이 매스 플로우 판 두께와, 미리 설정되어 있는 목표 판 두께와의 편차를 작게 하도록, 압연기의 롤 갭이나 롤 속도를 조정하는 시스템이 알려져 있다.For example, as described in
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평9-57317호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-57317
그러나, 판 두께 제어 시스템에서는, 예를 들면 특허 문헌 1의 도 2에 도시된 바와 같이, 압연기와 출측 판 두께 검출 수단이 떨어져 배치되므로, 출측 판 두께 검출 수단이 압연기 출측 판 두께 h를 검출할 때까지 낭비 시간이 발생하므로, 제어의 응답성이 악화된다.However, in the sheet thickness control system, for example, as shown in Fig. 2 of
또한, 피압연재의 이송 속도가 저속인 경우, 매스 플로우 판 두께와 압연된 피압연재의 판 두께와의 편차를 적분할 때의 적분 게인을 작게 할 필요가 있기 때문에, 매스 플로우 판 두께에의 외란에 대한 보정이 대폭 지연되게 된다. 따라서, 오차를 포함한 매스 플로우 판 두께를 이용하여 압연기를 제어하게 되어, 압연된 피압연재의 판 두께에 편차가 남아, 피드백 제어의 효과가 유효하게 될 때까지 시간이 걸린다.In addition, since the integral gain at the time of integrating the deviation between the mass flow plate thickness and the rolled rolled material thickness is small when the feed speed of the rolled material is low, the disturbance to the mass flow plate thickness Correction is greatly delayed. Therefore, the rolling mill is controlled using the mass flow plate thickness including an error, and a variation remains in the plate thickness of the rolled rolled material, which takes time until the effect of the feedback control becomes effective.
즉, 종래의 매스 플로우 판 두께 제어에서는, 특히 피압연재의 이송 속도가 저속인 경우에 양호한 응답성의 판 두께 제어가 곤란하게 된다고 하는 문제가 있다.That is, in the conventional mass flow plate | board thickness control, there exists a problem that plate | board thickness control of favorable responsiveness becomes difficult especially especially when the feed rate of a to-be-rolled material is low speed.
상기한 문제를 감안하여, 본 발명은 피압연재의 이송 속도가 저속인 경우라도, 응답성 좋게 고정밀도로 판 두께를 제어할 수 있는 판 두께 제어 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a plate thickness control system, apparatus and method capable of controlling plate thickness with high accuracy even in a case where the feed speed of the rolled material is low.
상기 과제를 해결하기 위해, 매스 플로우 판 두께를, 피드 포워드 보정량으로 보정하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, the mass flow plate thickness is correct | amended by a feed-forward correction amount, It is characterized by the above-mentioned.
본 발명에 따르면, 피압연재의 이송 속도가 저속인 경우라도, 응답성 좋게 고정밀도로 판 두께를 제어 가능한 판 두께 제어 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, even when the feed speed of the rolled material is low, it is possible to provide a plate thickness control system capable of controlling the plate thickness with high accuracy with good responsiveness.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해, 적절하게 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 판 두께 제어 시스템을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 판 두께 제어 시스템(100)의 제어 대상인 압연 설비(1)는, 피압연재(6)가 감겨 장착되는 입측 텐션 롤(5e)로부터 풀어지는 피압연재(6)를, 출측 텐션 롤(5d)에 감는 동안에, 압연기(4)로 냉간 압연하는 구성으로 되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. 1 is a diagram illustrating a plate thickness control system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
압연기(4)는 피압연재(6)의 상방에 순서대로 구비되는, 톱측의 워크 롤(4t), 중간 롤(3t) 및 백업 롤(2t)과, 피압연재(6)의 하방에 순서대로 구비되는, 보텀측의 워크 롤(4b), 중간 롤(3b) 및 백업 롤(2b)을 포함하여 구성되고, 소정의 회전 속도(롤 속도) VR로 회전하는 톱측의 워크 롤(4t)과 보텀측의 워크 롤(4b)로 피압연재(6)를 압연한다.The rolling
입측 텐션 롤(5e)은, 감겨 장착되는 피압연재(6)를 풀도록, 도시하지 않은 구동 수단(모터 등)에 의해 구동된다. 그리고 출측 텐션 롤(5d)은, 압연기(4)로 압연된 피압연재(6)를 감도록, 도시하지 않은 구동 수단(모터 등)에 의해 구동된다.The
입측 텐션 롤(5e)로부터 풀어지는 피압연재(6)는, 입측 가이드 롤러(9e)에 의해 이송 방향 등이 조절되어 압연기(4)에 진입한다. 피압연재(6)는, 압연기(4)의 톱측의 워크 롤(4t)과 보텀측의 워크 롤(4b) 사이에 형성되는 롤 갭으로 압연되어 압연기(4)로부터 배출되고, 출측 가이드 롤러(9d)에 의해 이송 방향 등이 조절되어 출측 텐션 롤(5d)에 감아진다.The to-
압연기(4)의 입측에는, 피압연재(6)의 입측의 이송 속도를 검출하는 입측 판 속도계(입측 판 속도 검출 수단)(8e)가 구비되고, 압연기(4)에 진입하는 피압연재(6)의 이송 속도(압연기 입측 판 속도 VE)를 검출하고 있다. 또한, 압연기(4)의 출측에는, 피압연재(6)의 출측의 이송 속도를 검출하는 출측 판 속도계(출측 판 속도 검출 수단)(8d)가 구비되고, 압연기(4)로부터 배출되어 출측 텐션 롤(5d)에 감겨지는 피압연재(6)의 이송 속도(압연기 출측 판 속도 VD)를 검출하고 있다.On the inlet side of the
또한, 압연기(4)의 입측에는, 압연기(4)에 진입하는 피압연재(6)의 판 두께(압연기 입측 판 두께 H)를 검출하는 입측 판 두께계(입측 판 두께 검출 수단)(7e)가 구비되고, 압연기(4)의 출측에는, 압연기(4)로부터 배출되는 피압연재(6)의 판 두께(압연기 출측 판 두께 h)를 검출하는 출측 판 두께계(출측 판 두께 검출 수단)(7d)가 구비된다.In addition, at the entrance side of the
그리고, 압연 설비(1)를 제어하기 위하여, 판 두께 제어 시스템(100)에는 제어부(10)가 구비된다. 제어부(10)는 피압연재(6)를 목표의 판 두께로 압연하도록, 입측 판 두께계(7e), 출측 판 두께계(7d), 입측 판 속도계(8e) 및 출측 판 속도계(8d)로부터 입력되는 각 검출값(피압연재(6)의 이송 속도나 판 두께)에 기초하 여, 워크 롤(4t, 4b)의 롤 갭을 조절함으로써 압연 설비(1)를 제어한다.And in order to control the
도 2는, 압연 설비의 피드백 제어를 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 피압연재(6)는 워크 롤(4t, 4b)을 포함하는 압연기(4)에 의해 압연된 후, 압연기 출측 판 두께 h가 출측 판 두께계(7d)에 의해 검출된다.2 is a block diagram showing feedback control of a rolling mill. As shown in FIG. 2, after the rolled
본 실시 형태에서 제어부(10)는, 입측 판 속도계(8e)가 검출하는 압연기 입측 판 속도 VE, 출측 판 속도계(8d)가 검출하는 압연기 출측 판 속도 VD 및 입측 판 두께계(7e)가 검출하는 압연기 입측 판 두께 H에 기초하여 매스 플로우 일정 법칙을 적용하여, 압연기 출측의 판 두께(매스 플로우 판 두께)를 추정한다. 매스 플로우 일정 법칙은, 다음 수학식 1로 표현된다.In the present embodiment, the
여기서, 압연기 입측은, 피압연재(6)를 압연하는 압연기(4)의 상류측을 나타내고, 압연기 출측은 압연기(4)의 하류측을 나타내는 것으로 한다. 또한, 압연기 입측 판 두께 H는 압연기(4)로 압연되기 전의 피압연재(6)의 판 두께, 압연기 입측 판 속도 VE는, 압연기(4)에 진입하는 피압연재(6)의 이송 속도, 압연기 출측 판 두께 h는 압연기(4)로 압연된 피압연재(6)의 판 두께, 압연기 출측 판 속도 VD는, 압연되어 압연기(4)로부터 배출된 피압연재(6)의 이송 속도를 각각 나타낸다.Here, the rolling mill entrance side represents the upstream side of the
따라서, 입측 판 속도계(8e) 및 출측 판 속도계(8d)에 의해 검출되는 피압연재(6)의 압연기 입측 판 속도 VE 및 압연기 출측 판 속도 VD, 입측 판 두께계(7e)에 의해 검출되는 압연기 입측 판 두께 H로부터, 압연기 출측에 배출되는 피압연재(6)의 매스 플로우 판 두께 hMF를 추정할 수 있다. 즉, 매스 플로우 판 두께 hMF는, 다음 수학식 2로 표현된다.Therefore, the rolling mill entrance plate speed V E and the rolling mill exit plate speed V D of the rolled
또한, 제어부(10)는 피드백 보정량 산출부(16)를 구비하고, 피드백 보정을 행한다. 즉 피드백 보정량 산출부(16)는, 압연기(4)로부터 거리 L만큼 떨어져 구비되는 출측 판 두께계(7d)가 검출하는 압연기 출측 판 두께 h와, 추정한 매스 플로우 판 두께 hMF와의 편차를 매스 플로우 판 두께 hMF로 나눈 것을 적분하여 1을 가산하고, 압연기 출측 판 두께 h와 매스 플로우 판 두께 hMF와의 편차에 대응하는 피드백 보정량(1+ηFB)을 산출한다. 또한 제어부(10)는, 매스 플로우 보정부(10a)를 구비하고, 산출된 피드백 보정량으로 매스 플로우 판 두께 hMF를 보정한다.Moreover, the
즉, 매스 플로우 보정부(10a)는, 압연기(4)의 출측에 구비되는 출측 판 두께계(7d)에 의해 검출되는 압연기 출측 판 두께 h와 수학식 2에 의해 추정되는 매스 플로우 판 두께 hMF의 비율에 기초하여 산출되는 피드백 보정량(1+ηFB)을 이용하여, 매스 플로우 판 두께 hMF를, 다음 수학식 3에 나타낸 바와 같이 보정한다.That is, the mass
수학식 3에서의 ηFB는, 매스 플로우 판 두께 hMF와 압연기 출측 판 두께 h와의 차를 보정하기 위한 보정량이며, 매스 플로우 판 두께 hMF와 피드백된 압연기 출측 판 두께 h와의 편차의 적분값에 의해, 매스 플로우 판 두께 hMF를 보정한다. 이하, (1+ηFB)를 피드백 보정량이라고 칭한다. 그리고, 수학식 3으로 표현되는 매스 플로우 판 두께 hMF는, 피드백 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께 hMF로 된다.To η FB is, the integrated value of the mass-flow thickness h MF and the rolling mill exit side, and the correction amount for the plate correct the difference between the thickness h, a mass-flow thickness h MF and a feedback of the rolling mill exit side plates deviation between the thickness h of the equation (3) By this, the mass flow plate thickness h MF is corrected. Hereinafter, (1 + η FB ) is referred to as feedback correction amount. Then, the mass-flow thickness h MF, which is represented by Equation (3), and with a correction by feedback correction mass-flow thickness h MF.
이 때, 피드백 보정량을 산출하는 적분 게인 K는, 압연기(4)부터 출측 판 두께계(7d)까지의 거리 L에 의존하여 결정된다. 즉 적분 게인 K는, 피압연재(6)가 압연기(4)로 압연되고 나서, 거리 L만큼 떨어져 배치되는 출측 판 두께계(7d)에 도달할 때까지 요하는 시간 Td에 기초하여 결정되고, 예를 들면 적분 게인 K=1/(3Td)로 한다.At this time, the integral gain K for calculating the feedback correction amount is determined depending on the distance L from the
즉, 게인을 1/3, 적분 시상수 Ti를 Td로 하여, 적분 게인 K를 설정하고, 적분 항(12)을 구성한다.In other words, the integral gain K is set by setting the
적분 게인 K의 크기는, 제어의 응답성을 결정하는 요소이며, 적분 게인 K가 클수록 양호한 응답성을 얻을 수 있으므로, 적분 시상수 Ti는 작은 쪽이 양호한 응 답성을 얻을 수 있다.The magnitude of the integral gain K is a factor for determining the response of control, and the larger the integral gain K, the better the response can be obtained. Therefore, the smaller the integral time constant Ti can obtain the better response.
그러나, 압연기(4)와 출측 판 두께계(7d)의 거리 L은 구조적인 요인에 의해 반드시 발생하는 거리이며, 이 거리 L을 없애는 것은 불가능하다. 예를 들면, 압연기(4)와 출측 판 두께계(7d)의 거리 L이 3m인 경우, 피압연재(6)의 이송 속도가 예를 들면 1200m/min의 고속일 때, Td는 약 0.15초이므로, 적분 게인 K는 약 2.2로 된다. 그러나, 피압연재(6)의 이송 속도가, 예를 들면 1m/min의 저속일 때 적분 게인 K는 약 0.002이며, 고속일 때의 약 1/1000으로 되어 제어의 응답성이 악화된다.However, the distance L between the
또한, 피압연재(6)의 이송 속도가 저속인 경우, e-Tds로 표현되는 낭비 시간(11)의 영향이 커져 지연이 발생하고, 이것도 응답성이 악화되는 요인으로 된다.Moreover, when the feed speed of the to-be- rolled
피압연재(6)의 이송 속도가 저속인 경우에 발생하는, 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 실시 형태에서는 매스 플로우 판 두께를 피드 포워드 보정량을 가미하여 보정하는 것을 특징으로 한다.In order to solve such a problem which arises when the feed speed of the to-
도 3은, 본 실시 형태에 따른 제어부의 구성을 도시하는 블록도이며, 매스 플로우 판 두께를 피드 포워드 보정량으로 보정하는 것을 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 제어부(10)는 피드 포워드 보정량(1+ηff)을 산출하는 피드 포워드 보정량 산출부(14)를 갖는다. 피드 포워드 보정량(1+ηff)은, 예를 들면 피드 포워드 보정량 산출부(14)에 구비되는, 압연기(4)의 롤 속도 VR과 피드 포워드 보정량의 관계를 나타내는 그래프 G를 참조하여, 롤 속도 VR에 기초하 여 산출되는 값이다.3 is a block diagram showing the configuration of the control unit according to the present embodiment, and shows that the mass flow plate thickness is corrected by the feed forward correction amount. As shown in FIG. 3, the
또한, 제어부(10)는 피드 포워드 보정량 산출부(14) 외에, 상기한 피드백 보정량 산출부(16), 추정된 매스 플로우 판 두께 hMF에 기초하여 판 두께 제어를 실행하는 매스 플로우 판 두께 제어부(17)를 포함하여 구성된다.In addition to the feedforward correction
피드 포워드 보정량 산출부(14)는 압연기(4)의 롤 속도 VR, 출측 판 두께계(7d)가 검출하는 피압연재(6)의 압연기 출측 판 두께 h, 출측 판 두께계(7d)까지 트랙킹을 실시한 롤 속도 VR(tracking) 및 피드백 보정량 산출부(16)가 산출하는 피드백 보정량(1+ηFB)을 취득한다.The feed forward correction
또한, 피드 포워드 보정량 산출부(14)에는, 미리 실험이나 계산 등에 의해 구한 롤 속도-피드 포워드 보정량의 관계를 나타내는 데이터를, 예를 들면 그래프 G로서, 도시하지 않은 기억부에 기억해 둔다. 또한 도시하지 않은 기억부에는, 예를 들면 어닐링 처리(소둔 처리)를 실시하는지의 여부 등의 작업 조건의 차이 등에 의해, 각각의 조건에 대응한 복수의 그래프 G가 기억되고, 실제의 작업 조건 등에 대응한 그래프 G를 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 선택하도록 구성한다.In addition, the feedforward correction
도 4는 피드 포워드 보정량 산출부가 설정 판 두께, 강종 및 작업 조건의 차이에 의해 서로 다른 그래프를 갖는 것을 도시한 개략도이다. 도 4에서는, 설정 판 두께, 피압연재(6)(도 3 참조)인 강판의 소재(강종) 및 작업 조건의 차이(일례로서 어닐링 처리의 유무)를 파라미터로 하여, 복수의 그래프 G(G1∼G9)가 피드 포워드 보정량 산출부(14)에 기억되는 것을 나타낸다. 예를 들면, 강종이 A이고 설 정 판 두께가 D1일 때, 피드 포워드 보정량 산출부(14)는 그래프 G1을 선택하도록 구성한다.4 is a schematic diagram showing that the feed forward correction amount calculator has different graphs due to differences in set plate thickness, steel grade, and working conditions. In Fig. 4, a plurality of graphs G (G1 to G1) are used as parameters by setting plate thickness, raw material (steel type) of steel sheet as the material to be rolled (see Fig. 3), and the difference in working conditions (with or without annealing as an example). G9) is stored in the feedforward correction
또한, 그래프 G1에는, 어닐링 처리를 실시하는 경우의 그래프 G1-있음과, 어닐링 처리를 실시하지 않은 경우의 그래프 G1-없음이 있고, 어닐링 처리의 유무에 대응한 그래프 G1이 피드 포워드 보정량 산출부(14)에 의해 선택된다.In addition, graph G1 includes graph G1- with annealing treatment and graph G1-without annealing treatment, and graph G1 corresponding to the annealing treatment has a feedforward correction amount calculation unit ( 14).
여기서, 설정 판 두께는 피압연재(6)(도 3 참조)를 압연하여 얻어지는 압연재의 목표 판 두께이며, 판 두께 제어 시스템(100)(도 1 참조)에 구비되는 도시하지 않은 설정부에 의해, 이용자가 설정하는 판 두께로 한다. 그리고, 도 3에 도시한 출측 판 두께계(7d)가 압연기 출측 판 두께 h로서 검출하는 판 두께이다.Here, the set plate thickness is a target plate thickness of the rolled material obtained by rolling the rolled material 6 (see FIG. 3), and is set by an unshown setting unit provided in the plate thickness control system 100 (see FIG. 1). , The thickness set by the user. And the board | substrate
또한, 어닐링 처리의 유무는, 예를 들면 도시하지 않은 설정부에 의해, 이용자가 설정하는 구성으로 하면 된다. In addition, the presence or absence of annealing process should just be set as the structure which a user sets by the setting part which is not shown in figure, for example.
다음으로, 피드 포워드 보정량 산출부(14)(도 3 참조)의 기능을 설명한다. 도 5는 피드 포워드 보정량 산출부의 기능을 설명하는 도면으로서, (a)는 롤 속도의 변화를 나타내는 도면, (b)는 피드 포워드 보정량 산출부의 기능을 설명하는 블록도이다.Next, the function of the feed-forward correction amount calculation part 14 (refer FIG. 3) is demonstrated. 5 is a view for explaining the function of the feed forward correction amount calculation unit, (a) is a diagram showing the change of the roll speed, and (b) is a block diagram for explaining the function of the feed forward correction amount calculation unit.
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 압연기(4)(도 3 참조)의 롤 속도 VR이 V1로 되는 경우를 생각한다.As shown to Fig.5 (a), the case where the roll speed VR of the rolling mill 4 (refer FIG. 3) turns into V1 at the time t1.
도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 피드 포워드 보정량 산출부(14)는, 선택되어 있는 그래프 G를 참조하여, 롤 속도 V1에 대응하는 피드 포워 드 보정량(1+ηff(V1))t1을 산출한다.As shown in FIG. 5B, the feedforward correction
또한, 피드 포워드 보정량 산출부(14)는, 시각 t1에서 피드백 보정량 산출부(16)(도 3 참조)가, 압연기(4)(도 3 참조)의 출측에 구비되는 출측 판 두께계(7d)(도 3 참조)에 의해 검출되는, 압연기 출측 판 두께 h와, 수학식 2에 의해 추정되는 매스 플로우 판 두께 hMF의 비율에 기초하여 산출하는 피드백 보정량(1+ηFB)t1이고, 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t1을 다음 수학식 4로 나타낸 바와 같이 보정한다.In addition, the feedforward correction
그리고 제어부(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 피드백 보정량으로 보정한 보정량(1+ηFF(V1))t1에 기초하여, FF 매스 플로우 판 두께 hm을 다음 수학식 5로 추정한다.And it estimates the
또한, 각 변수에 기술되는 V1 및 t1은, 시각 t1에서 롤 속도가 V1일 때의 값을 나타내는 첨자이며, 도 3에는 기술되어 있지 않다.In addition, V1 and t1 described in each variable are subscripts which show the value when the roll speed is V1 at the time t1, and are not described in FIG.
FF 매스 플로우 판 두께 hm은, 보정량(1+ηFF(V1))t1에 대응하는 매스 플로우 판 두께이다.The FF mass flow plate thickness h m is the mass flow plate thickness corresponding to the
여기서, VE는 입측 판 속도계(8e)(도 3 참조)에 의해 검출되는 압연기 입측 판 속도를 나타내고, VD는 출측 판 속도계(8d)(도 3 참조)에 의해 검출되는 압연기 출측 판 속도를 나타낸다. 또한, H는 입측 판 두께계(7e)(도 3 참조)에 의해 검출되는 압연기 입측 판 두께를 나타낸다.Here, V E represents the rolling mill entrance plate speed detected by the
또한 제어부(10)는, 수학식 5에 의해 추정되는, FF 매스 플로우 판 두께 hm을 사용하여, 매스 플로우 판 두께 hMF를 다음 수학식 6으로 추정한다.In addition, the
또한 제어부(10)는, 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 산출하는 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t1에 대응한 매스 플로우 판 두께 hm1(t1)을 다음 수학식 7로 추정한다.In addition, the
피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t1에 대응한 매스 플로우 판 두께 hm1(t1)은, 피드백 보정량(1+ηFB)t1의 항을 포함하지 않는, 즉 피드백 보정량의 영향을 받지 않고, 피드 포워드 보정량에만 의존하는 매스 플로우 판 두께이다.The mass flow plate thickness h m1 (t1) corresponding to the feed forward correction amount (1 + η ff (V1) ) t1 does not include the term of the feedback correction amount (1 + η FB ) t1 , that is, it is not affected by the feedback correction amount. And the mass flow plate thickness depending only on the feed forward correction amount.
이와 같이 제어부(10)는, 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 시각 t1에서 산출되는 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t1에 기초하여, 매스 플로우 판 두께 hMF, hm(FF 매스 플로우 판 두께) 및 hm1(t1)을 추정한다.Thus, the
이상과 같이, 제어부(10)(도 3 참조)는 피드 포워드 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께 hMF를 추정하고, 추정한 매스 플로우 판 두께 hMF에 기초하여, 매스 플로우 판 두께 제어부(17)(도 3 참조)가 압연기(4)(도 3 참조)의 롤 갭을 조정하여 판 두께 제어함으로써, 피압연재(6)(도 3 참조)의 이송 속도가 저속이어도 응답성 좋게 판 두께를 제어할 수 있다. 또한 매스 플로우 판 두께 hMF를 항상 갱신함으로써, 항상 고정밀도로 판 두께를 제어할 수 있다.(See Fig. 3) As described above, the
다음으로, 제어부(10)(도 3 참조)의 학습 기능에 대해 설명한다. 도 6은, 제어부의 학습 기능을 나타내는 블록도이다.Next, the learning function of the control part 10 (refer FIG. 3) is demonstrated. 6 is a block diagram showing a learning function of the controller.
제어부(10)의 학습 기능은, 소정의 시각 t1에 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 추정하는, 피드 포워드 보정량에 대응하는 매스 플로우 판 두께 hm1(t1)이, 출측 판 두께계(7d)(도 3 참조)까지 트랙킹된 hm1(t1)(tracking)과, 출측 판 두께계(7d)가 산출하는 압연기 출측 판 두께 h와의 편차에 기초하여, 피드 포워드 보정량 산출부(14)에 기억되어 있는 그래프 G를 갱신하는 기능이다.As for the learning function of the
피드 포워드 보정량 산출부(14)의 도시하지 않은 기억부에 기억되는, 롤 속도 피드 포워드 보정량의 관계를 나타내는 그래프 G는, 피압연재(6)의 종류나 목표 판 두께 등에 의해 결정되는 그래프이며, 피압연재(6)의 개체차에는 대응하지 않는다. 따라서, 피압연재(6)의 개체차에 의한 오차를 포함하고 있다. 제어부(10)의 학습 기능은, 피압연재(6)의 개체차에 의해 그래프 G가 갖는 오차를 작게 하도록 그래프 G를 갱신하는 기능이다.The graph G which shows the relationship of the roll speed feedforward correction amount stored in the memory part of the feedforward correction
또한, 추정된 매스 플로우 판 두께 hm1이, 출측 판 두께계(7d)(도 3 참조)까지 트랙킹되는 데에 걸리는 시간을 이하, 트랙킹 시간이라고 칭한다. 트랙킹 시간은, 압연기(4)(도 3 참조)로 압연된 피압연재(6)(도 3 참조)가 출측 판 두께계(7d)에 도달할 때까지의 시간에 상당한다.The time taken for the estimated mass flow plate thickness h m1 to be tracked to the exit
예를 들면, 소정의 시각을 도 5의 (a)에 도시하는 시각 t1로 하고, 시각 t1로부터 트랙킹 시간만큼 경과된 시각을 t2로 하면, 시각 t2에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 시각 t1의 롤 속도 V1이 출측 판 두께계(7d)(도 3 참조)까지 트랙킹된 V1(tracking)이 입력된다. 이 V1(tracking)은, 시각 t1에서의 롤 속도 V1이므로, 피드 포워드 보정량 산출부(14)는 선택되어 있는 그래프 G를 참조하여, 롤 속도 V1에 대응하는 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t1을 산출한다.For example, if the predetermined time is time t1 shown in Fig. 5A and the time elapsed by the tracking time from time t1 is t2, then at time t2, as shown in Fig. 6, time t1 is shown. V1 (tracking) in which the roll speed V1 of the tracked to the exit
또한, 피드 포워드 보정량 산출부(14)에는, 시각 t1에서 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 추정하는, 피드백 보정량(1+ηFB)t1의 항을 갖지 않는 매스 플로우 판 두께 hm1을 출측 판 두께계(7d)까지 트랙킹한 hm1(t1)(tracking)과, 시각 t2에서 출측 판 두께계(7d)가 검출하는 압연기 출측 판 두께 h가 입력된다.In addition, the feed forward correction
그리고, 피드 포워드 보정량 산출부(14)는 다음 수학식 8로 나타낸 바와 같이 수정값 α를 산출한다.Then, the feed forward correction
수학식 8로 나타낸 바와 같이 수정값 α는, 시각 t1에서 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 추정한 매스 플로우 판 두께 hm1(t1)을 시각 t2까지 트랙킹한 hm1(t1)(tracking)과, 시각 t2에서 출측 판 두께계(7d)(도 3 참조)가 검출하는 압연기 출측 판 두께 h와의 비이며, 시각 t2에서의, 압연기 출측 판 두께 h와 매스 플로우 판 두께 hm1(t1)(tracking)와의 편차의 크기를 나타내는 값이다.As shown in Equation 8, the correction value α is equal to h m1 (t1) (tracking) obtained by tracking the mass flow plate thickness h m1 (t1) estimated by the feedforward correction
피드 포워드 보정량 산출부(14)는, 수학식 8에 의해 산출한 수정값 α와, 그래프 G를 참조하여 산출한 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t1을 사용하여, 다음 수학식 9에 나타낸 바와 같이, 시각 t2에서의 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t2를 산출한다.The feedforward correction
제어부(10)는, 이와 같이 하여 산출한 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t2에 의 해 그래프 G를 갱신한다. 즉, 롤 속도 V1에 대한 피드 포워드 보정량을, 새롭게 산출한 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t2로 치환한다.The
이와 같이, 롤 속도에 대응하는 피드 포워드 보정량을 축차 치환함으로써, 예를 들면 도 6에 파선으로 나타낸 바와 같이 그래프 G가 갱신된다. 그래프 G는, 압연기 출측 판 두께 h와 매스 플로우 판 두께 hm1와의 편차의 크기에 기초하여 보정된 피드 포워드 보정량으로 갱신되므로, 갱신된 그래프 G를 참조하여 산출되는 피드 포워드 보정량으로 매스 플로우 판 두께 hm1을 보정함으로써, 실제의 압연기 출측 판 두께 h에 의해 가까운 값으로 보정할 수 있다.In this way, by sequentially replacing the feed forward correction amount corresponding to the roll speed, the graph G is updated as indicated by broken lines in FIG. 6, for example. Since the graph G is updated with the feed forward correction amount corrected based on the magnitude of the deviation between the rolling mill exit plate thickness h and the mass flow plate thickness h m1 , the mass flow plate thickness h is the feed forward correction amount calculated with reference to the updated graph G. By correcting m1 , it can be corrected to a value close to the actual rolling mill exit plate thickness h.
바꿔 말하면, 출측 판 두께계(7d)(도 3 참조)가 검출하는 압연기 출측 판 두께 h와, 피드 포워드 보정량 산출부(14)가 산출하는 피드 포워드 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께 hMF와의 편차가 0으로 되도록 하는 피드 포워드 보정량을 산출하고, 그래프 G를 갱신한다.In other words, the deviation between the rolling mill exit plate thickness h detected by the exit
수학식 9에서의 학습 게인 β는, 변경의 정도를 나타내는 수치로서 적절하게 설정하면 된다. 학습 게인 β를 크게 하면 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t2에 대한 수정값 α의 영향이 커진다. 즉, 학습 게인 β가 크면 수정값 α에 의해 나타내어지는 편차의 크기에 대해 높은 게인으로 그래프 G가 변경되므로, 그래프 G가 단시간에 수정값 α로 수정된다.What is necessary is just to set learning gain (beta) in Formula (9) suitably as a numerical value which shows the grade of a change. Increasing the learning gain β increases the influence of the correction value α on the feed
도 7은, 피드 포워드 보정량 산출부가, 갱신된 그래프를 참조하여 피드 포워 드 보정량을 산출하는 양태를 도시하는 도면이다. FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment in which the feedforward correction amount calculation unit calculates the feedforward correction amount with reference to the updated graph.
도 7에 도시한 바와 같이, 롤 속도가 V1일 때, 피드 포워드 보정량 산출부(14)는, 갱신된 그래프 G(도면 중, 실선으로 나타냄)를 참조하여, 롤 속도 V1에 대응하는 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t2를 산출한다. 그리고, 제어부(10)(도 3 참조)는, 산출한 피드 포워드 보정량(1+ηff(V1))t2를 사용하여, 피드백 보정량 산출부(16)(도 3 참조)가 산출하는, 시각 t2에서의 피드백 보정량(1+ηFB)t2에 의해 갱신된 피드 포워드 보정량(1+ηFF(V1))t2를, 수학식 6에 기초하여 산출한다.As shown in FIG. 7, when the roll speed is V1, the feed forward correction
이와 같이, 제어부(10)(도 3 참조)가 학습 기능을 갖고, 피드 포워드 보정량 산출부(14)(도 3 참조)에 기억되는 그래프 G(도 3 참조)를 축차 갱신함으로써, 롤 속도에 대응하는 피드 포워드 보정량이 보정되게 되어, 피압연재(6)(도 3 참조)의 상태를 반영한 적절한 피드 포워드 보정량을 얻을 수 있다. 그리고 적절한 피드 포워드 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께를 사용함으로써, 항상 고정밀도로 판 두께를 제어할 수 있다.Thus, the control part 10 (refer FIG. 3) has a learning function, and responds to a roll speed by sequentially updating the graph G (refer FIG. 3) memorize | stored in the feed-forward correction amount calculation part 14 (refer FIG. 3). The feed forward correction amount to be corrected is obtained, so that an appropriate feed forward correction amount reflecting the state of the rolled material 6 (see FIG. 3) can be obtained. And by using the mass flow plate thickness corrected by the appropriate feed forward correction amount, plate | board thickness can be controlled with high precision at all times.
또한, 예를 들면 압연 설비(1)(도 1 참조)를 구성하는 부품의 교환이나 경년 변화 등에 의해 발생하는 오차에도 대응할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.Moreover, the outstanding effect that it can respond also to the error which arises, for example by the replacement of the components which comprise the rolling installation 1 (refer FIG. 1), and a secular variation is exhibited.
이상, 도 1에 도시한 바와 같은 1개의 압연기를 갖는 압연 설비에 대해 설명하였지만, 복수대의 압연기를 직렬로 나열한 압연 설비에 본 실시 형태를 적용하는 것도 가능하다. 도 8은, 3대의 압연기로 이루어지는 압연 설비를 도시하는 도면이 다. As mentioned above, although the rolling equipment which has one rolling machine as shown in FIG. 1 was demonstrated, it is also possible to apply this embodiment to the rolling equipment which arranged several rolling mills in series. 8 is a diagram illustrating a rolling facility consisting of three rolling mills.
도 8에 도시한 압연 설비(1a)는, 판 두께 제어를 행하는 중앙의 압연기(41)의 입측에 전단 압연기(40)를 구비하고, 중앙의 압연기(41)의 출측에 후단 압연기(42)를 구비한다. 그 밖의 구성은, 도 1에 도시한 압연 설비(1) 및 판 두께 제어 시스템(100)과 동등하며, 상세한 설명은 적절하게 생략한다.The rolling installation 1a shown in FIG. 8 is equipped with the shear rolling mill 40 in the entrance side of the center rolling mill 41 which performs plate | board thickness control, and the rear end rolling mill 42 in the exit side of the rolling mill 41 of the center. Equipped. The other structure is equivalent to the rolling
예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이, 판 두께 제어를 행하는 중앙의 압연기(41)의 입측에 전단 압연기(40)를 구비하고, 출측에 후단 압연기(42)를 구비하는 압연 설비(1a)에 본 실시 형태를 적용하는 경우, 제어부(10)는 중앙의 압연기(41)의 입측 판 두께계(7e), 출측 판 속도계(8d) 및 입측 판 속도계(8e)의 각 검출값에 기초하여, 중앙의 압연기(41)의 출측 매스 플로우 판 두께 hMF를 추정한다. 그리고, 제어부(10)에 구비되는 피드 포워드 보정량 산출부(14)(도 3 참조)가 산출하는 피드 포워드 보정량으로 보정한다. 또한, 제어부(10)에 구비되는 매스 플로우 판 두께 제어부(17)(도 3 참조)가, 피드 포워드 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께 hMF에 기초하여, 중앙의 압연기(41)에 대한 판 두께 제어를 실행한다.For example, as shown in FIG. 8, in the rolling installation 1a provided with the shear mill 40 at the entrance side of the center rolling mill 41 which performs plate | board thickness control, and the rear-end rolling mill 42 at the exit side. When applying this embodiment, the
여기서 중앙의 압연기(41)에 대한 판 두께 제어를 실행하는 경우, 복수의 압연기를 갖는 압연 설비(1a)에서는, 전단 압연기(40)의 워크 롤 속도(워크 롤(4b, 4t)의 롤 속도)를 조절한다.In the case of performing plate thickness control on the central rolling mill 41 here, in the rolling installation 1a having a plurality of rolling mills, the work roll speed of the shear rolling mill 40 (roll speeds of the work rolls 4b and 4t) Adjust
즉, 도 3에 도시한 매스 플로우 판 두께 제어부(17)는, 도시하지 않지만, 전단 압연기(40)와 예를 들면 신호선을 통하여 접속되어, 전단 압연기(40)의 워크 롤 속도를 제어 가능하게 구성한다.That is, although not shown, the mass flow plate
또한, 매스 플로우 판 두께 제어부(17)는 피드 포워드 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께 hMF와 전단 압연기(40)의 워크 롤 속도의 관계를, 예를 들면 테이블 데이터 형식으로 기억해 둔다.In addition, the mass flow plate
그리고, 매스 플로우 판 두께 제어부(17)는 테이블 데이터를 참조하여, 피드 포워드 보정량으로 보정된 매스 플로우 판 두께 hMF에 대응하는 전단 압연기(40)의 워크 롤 속도를 산출하고, 전단 압연기(40)의 워크 롤 속도를 산출한 워크 롤 속도에 제어한다.Then, the mass flow plate
이와 같이, 복수대의 압연기를 직렬로 나열한 압연 설비에서도, 1개의 압연기로 이루어지는 압연 설비와 마찬가지의 판 두께 제어가 가능하며, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.Thus, also in the rolling installation which arranged several rolling mills in series, the same plate | board thickness control as the rolling installation which consists of one rolling mill is possible, and the same effect can be acquired.
도 1은 본 실시 형태에 따른 판 두께 제어 시스템을 도시하는 도면. 1 is a diagram illustrating a plate thickness control system according to the present embodiment.
도 2는 압연 설비의 피드백 제어를 도시하는 블록도.2 is a block diagram showing feedback control of a rolling mill.
도 3은 본 실시 형태에 따른 제어부의 구성을 도시하는 블록도로서, 매스 플로우 판 두께를 피드 포워드 보정량으로 보정하는 것을 도시하는 도면.Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of a control unit according to the present embodiment, showing the correction of the mass flow plate thickness by the feed forward correction amount.
도 4는 피드 포워드 보정량 산출부가 설정 판 두께, 강종 및 작업 조건의 차이에 의해 서로 다른 그래프를 갖는 것을 나타내는 개략도.4 is a schematic diagram showing that the feed forward correction amount calculation unit has different graphs due to differences in set plate thickness, steel grade, and working conditions;
도 5의 (a)는 롤 속도의 변화를 나타내는 도면, 도 5의 (b)는 피드 포워드 보정량 산출부의 기능을 설명하는 블록도.Fig. 5A is a diagram showing a change in roll speed, and Fig. 5B is a block diagram for explaining the function of the feedforward correction amount calculation unit.
도 6은 제어부의 학습 기능을 나타내는 블록도.6 is a block diagram showing a learning function of a controller.
도 7은 피드 포워드 보정량 산출부가, 갱신된 그래프를 참조하여 피드 포워드 보정량을 산출하는 양태를 도시하는 도면. FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment in which the feed forward correction amount calculation unit calculates a feed forward correction amount with reference to the updated graph. FIG.
도 8은 3대의 압연기로 이루어지는 압연 설비를 도시하는 도면.The figure which shows the rolling equipment which consists of three rolling mills.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1, 1a : 압연 설비1, 1a: rolling equipment
4 : 압연기4: rolling mill
6 : 피압연재6: rolled material
7d : 출측 판 두께계(출측 판 두께 검출 수단)7d: exit plate thickness meter (outside plate thickness detection means)
7e : 입측 판 두께계(입측 판 두께 검출 수단)7e: entry plate thickness meter (side plate thickness detecting means)
8d : 출측 판 속도계(출측 판 속도 검출 수단)8d: exiting plate speedometer (outside plate speed detecting means)
8e : 입측 판 속도계(입측 판 속도 검출 수단)8e: entry plate speedometer (side plate speed detection means)
10 : 제어부10: control unit
14 : 피드 포워드 보정량 산출부14: feed forward correction amount calculation unit
16 : 피드백 보정량 산출부16: feedback correction amount calculation unit
100 : 판 두께 제어 시스템100: plate thickness control system
H : 압연기 입측 판 두께H: Rolling mill side plate thickness
h : 압연기 출측 판 두께h: rolling mill exit plate thickness
hMF : 매스 플로우 판 두께h MF : mass flow plate thickness
G : 그래프G: graph
VE : 압연기 입측 판 속도 V E : Rolling mill entering plate speed
VD : 압연기 출측 판 속도V D : Rolling mill exit plate speed
VR : 롤 속도VR: Roll Speed
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