KR960007487B1

KR960007487B1 - 연속열간압연기의 제어장치

Info

Publication number: KR960007487B1
Application number: KR1019930011225A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 이마나리
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 사또후미오
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1993-06-19
Publication date: 1996-06-05
Also published as: JP3041135B2; AU4136693A; CA2098782C; AU655364B2; KR940005332A; CA2098782A1; US5479803A; JPH06526A

Abstract

내용 없음.

Description

연속열간압연기의 제어장치

제1도는 본 발명의 일실시예의 구성을 압연기와 함께 나타낸 블록도.

제2도는 본 발명의 일실시예의 주요부의 상세한 구성을 나타낸 블록도.

제3도는 본 발명의 일실시예의 동작을 설명하기 위하여 판두께 및 장력과 시간의 관계를 나타낸 선도.

제4도는 종래의 연속 열간압연기의 제어장치에 있어서의 판두께 및 장력과 시간의 관계를 나타낸 선도.

본 발명은 탄뎀압연기(tandem rolling mill)의 각 스탠드(stand)에 있어서의 압연재료의 판두께와 각 스탠드(stand)들간 장력 및 각 스탠드들간에 배치된 루퍼(looper)의 높이를 제어하는 연속열간압연기의 제어장치에 관한 것이다.

열간압연이나 냉간압연에 있어서의 최종제품의 품질평가기준의 일부로 판두께가 있다. 이 판두께는 제품에 있어서의 가장 중요한 특성의 하나이고, 종래의 게이지미터 AGC(Automatic Gauge Control), MMC(Mill Modulus Control), X선 모니터 AGC등의 판두께 제어가 행해지고 있다.

특히 열간압연에 있어서의 압연재료는 고온에서 변형저항이 작고 그 때문에 장력이 크면 파단되기 쉽다. 그리하여 열간압연기에는 스탠드간에 루퍼가 설비되어 이 루퍼에 의한 장력제어와 판재료의 통과성을 좋게하는 관점에서 루퍼높이 제어가 행해진다.

이와같은 압연재의 판두께, 스탠드간 장력 및 루퍼높이의 제어에 있어서 판두께의 정밀도를 향상시키기 위한 롤갭(roll gap)을 조작하면 스탠드간 장력이 변동되든지 한다. 또 장력이 변동하면 판두께가 변동하고, 루퍼높이가 변동되면 장력 및 장력을 거쳐서 판두께도 변동되는 관계에 있다.

종래의 판두께 제어에서는 장력 및 루퍼높이에 대해서 그들의 간섭을 억제하는 일없이 PI제어에 의해서 각각 압연재장력 및 루퍼높이를 제어하고 있었다.

한편 일본국 특개평 2-211906호 공보에는 판두께, 스탠드간 장력 및 루퍼높이를 조합하여 제어하도록 2차 형식의 평가함수에 의해서 제어게인(control gain)을 결정하기 위해 소위 LQ(Linear Quadratic) 제어를 적용하는 제어방법이 개시되어 있다.

상술한 바와같이 게이지미터 AGC등의 판두께 제어에서는 판두께에 영향을 미치는 압연재의 장력 값을 사용하지 않고 롤갭이 독립적으로 제어되므로, 결국 그 조작량이 과대해지든지 간섭을 일으키기 쉬워져서 큰 오버슛(overshout)을 수반하는 응답으로 되는 일이 있었다.

또 장력제어에서도 판두께나 롤갭의 값을 사용하지 않기 때문에 장력제어의 조작량인 압연기 구동 주전동기의 속도변경량이 여분으로 계산되어 역시 큰 오버슛을 수반하는 응답으로 되기 쉬웠다.

또 LQ제어이론에 의한 방법은 하기의 평가함수(J)중의 가중치 행렬(Q,R)과 실제 프로세스의 응답간의 인과율(causality)을 찾아내기 어렵고 제어계 전체의 적당한 응답을 실현하는 Q, R을 시행착오를 일으키면서 찾아내어 제어게인(control gain)을 결정하는 것이 일반적이었다.

여기서 y는 제어대상 프로세스의 상태량 또는 출력, W는 콘트롤러가 제어대상 프로세스에 주는 조작량이고, y^T는 y의 반전, W^T는 W의 반전을 나타낸다. LQ제어에서는 시행착오를 반복하기 때문에 제어계의 설계나 플랜트의 조정에는 많은 시간이 필요하다.

특히 일본국 특개평 2-211906호 공보에 기재된 기술은 스탠드간의 재료이송지연을 1차 지연에 의해 근사시키고 판두께, 장력 및 루퍼높이를 상태량으로서 고려하고 있기 때문에 제어대상 프로세스를 표현하는 상태방정식이 매우 고차로 되는 것으로 생각된다. 상태방정식이 고차의 경우에 Q, R의 조정이 어려워진다.

또 스탠드간의 재료 이송지연은 원래 낭비시간 요소로써 나타내지만 이 기술에서 이송지연은 1차 지연에 의해 근사되므로 모델의 정밀도가 열화하는 것도 생각된다. 또 LQ 제어이론에 의한 방법에서는 해석적으로 풀 수 없는 리카치(Riccati's 또는 differential) 방정식을 수치적으로 풀 필요가 있고 변수를 포함한 최적제 어게인의 일반식을 구할 수 없는 불편도 있었다.

또 일반식을 구하지 않고 게인테이블을 이용하는 방법에서는 사전에 압연재료의 성질이나 압연조건에 맞춘 제어게인을 구하여 게인테이블을 작성해두고 제어게인 사용시에 그 테이블을 참조하는 방식이 일반적이다. 따라서 이 게인테이블 값의 결정과 그 유지, 관리에 많은 수고와 시간이 걸리게 된다.

또 게인테이블에 모두 경우를 기술하는 것은 불가능에 가깝고 게인테이블에 존재하지 않은 압연조건등에서는 이 압연조건과 유사한 테이블로 게인을 근사시키지 않을 수 없으므로 제어성능의 열화가 생각되었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것이며 오버슛이 적은 응답을 실현시키는 동시에 리카지 방정식을 수치적으로 풀든지, 게인테이블을 사용하든지 할 필요가 없고 또 모델의 정밀도를 유지할 수 있는 연속열간압연기의 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 복수의 스탠드에 대응하여 각각 압연기구동주전동기의 속도를 제어하는 주전동기 속도제어장치와 롤갭을 제어하는 롤갭제어장치를 설비하고 주전동기 속도제어장치에 대한 속도지령치 및 롤갭 제어장치에 대한 롤갭지령치를 각각 압연재의 판두께 및 스탠드간 장력의 간섭계를 모델화된 프로세스모델을 사용하여 연산하는 연속열간압연기의 제어장치로서, 프로세스모델을 표현하는 변수, 압연재의 판두께 목표치, 압연재의 스탠드간 장력 목표치, 판두께 및 스탠드간 장력의 응답을 지정하기 위한 변수, 및 판두께 및 스탠드간 장력의 응답을 조정하기 위한 변수를 설정하는 설정수단과 설정된 각 변수를 소정의 제어게인 연산식에 대입하여 제어게인을 수치로써 구하는 제어게인 연산수단과 연산된 제어게인을 사용하여 판두께와 스탠드간 장력과의 상호간섭을 작게하면서 판두께를 판두께 목표치에 스탠드간 장력을 스탠드간 장력 목표치에 추종시키는 속도지령치 및 롤갭지령치를 연산하는 제어수단을 구비한 것이다.

이 경우에 연속열간 압연기는 스탠드간에 루퍼를 갖추어 이 루퍼높이를 판두께 및 장력의 제어와는 무관계로 설정된 루퍼높이 목표치에 추종하도록 루퍼구동전동기의 속도를 제어하는 루퍼전동기 속도제어장치를 구비하고 있다.

본 발명에 있어서는 압연재의 판두께 및 스탠드간 장력의 간섭계를 모델화한 프로세스모델을 사용하는 동시에 이 프로세스 모델을 표현하는 변수나 지정응답을 나타내는 변수등을 소정의 연산식에 대입하여 제어게인을 수치로써 구하고 또 이들의 제어게인을 사용하여 판두께와 스탠드간 장력과의 상호간섭을 작게하면서 판두께를 판두께 목표치에, 스탠드간 장력을 스탠드간 장력목표치에 각각 추종시키도록한 주전동기 속도제어장치에 대한 속도지령치 및 롤갭 제어장치에 대한 롤갭지령치를 연산하고 있으므로 압연재의 판두께 및 장력의 제어에 대해서 롤갭 및 압연기구동주전동기가 협조하여 작동되기 때문에 오버슛이 적은 응답을 실현시킬 수 있고 동시에 압연재의 상태나 조업상태의 변화에 대해서 리카치방정식을 수치적으로 풀든지 제어게인테이블을 사용하든지 할 필요가 없어진다.

또 루퍼높이를 장력과는 독립된 목표치로 제어하기 때문에 루퍼높이로 장력으로의 간섭이 무시될 수 있고 판두께 및 장력의 상호간섭을 나타내는 모델의 차수가 작아지므로 이에 의해서 모델의 정밀도를 유지할 수 있다.

이하 본 발명을 도면에 나타낸 실시예에 의해서 상세히 설명하겠다.

제1도는 본 발명의 일실시예의 구성을 압연기와 함께 나타낸 블록도이다.

여기서는 제1스탠드(1), 제2스탠드(2),…,제7스탠드(7)가 탄뎀으로 배치되고 압연재(71)는 이들의 스탠드에서 순차 압연된다.

이 경우에 스탠드수(n)를 7로 하고 있으나 n=5~7이 일반적이다.

이들 각 스탠드는 롤갭 제어장치로써의 압하장치(8~14)와 압연기구동주전동기(이하 주전동기라고 함)(15~21)를 갖고 또 주전동기(15~21)를 속도제어하는 주전동기속도제어장치(22~28)와 압연하중검출용 로드셀(29~35)를 구비하고 있다.

또 각 스탠드간에 압연재(71)의 장력을 검출하는 장력검출장치(36~41)와 루퍼(42~47)와, 이것을 구동시키는 루퍼구동전동기(이하 루퍼전동기라함)(48~53)가 설비되어 있고 이들의 루퍼구동전동기에 대응하여 루퍼전동기 속도제어장치(54~59)가 설비되어 있다.

또 제7스탠드의 나가는 쪽에 판두께를 측정하는 X선 판두께 계측기(60)가 설비되고 그 측정치에 준하여 모니터 AGC장치(61)가 판두께를 추정하게 되어 있고 이 추정 판두께에 준하여 제1스탠드의 판두께 제어장치(62)가 소망하는 판두께를 얻는 롤갭지령치를 연산하여 압하장치(8)에 가하고 있다.

또 제2~제7스탠드의 각 로드셀(30~35)의 각 검출하중과 이들의 스탠드의 들어오는 쪽의 장력검출장치(36~41)의 검출장력과 X선 판두께 계측기(60)의 측정판두께에 준하여 제2~제7스탠드의 롤갭지령치를 연산하여 압하장치(9~14)에 가하고 주전동기의 속도지령치를 연산하여 주전동기 속도제어장치(22~27)에 가하는 제어연산수단(63~68)이 설비되어 있다.

제어연산수단(63~68)은 정보를 주고받아 그 한쪽에서 판두께와 스탠드간의 장력과의 상호간섭을 작게 억제하기 위한 계산에 필요한 제어게인을 제어게인 연산수단(69)으로부터 받고 있다. 이 제어게인 연산수단(69)은 설정수단(70)으로부터 필요한 정보를 얻어 제어게인을 연산한다.

이하 본 실시예의 동작에 대해서 설명하겠다.

설정수단(70)은 압연재의 성질이나 압연조건에 준하여 제어게인의 연산에 필요한 파라미터, 즉 압연재의 각 스탠드의 판두께 목표치, 스탠드간 장력목표치, 제어대상 프로세스의 모델을 표현하는 변수, 판두께와 스탠드간 장력을 지정하기 위한 변수 및 판두께와 스탠드간 장력의 응답을 조정하기 위한 변수를 설정하여 각 설정치를 제어게인 연산수단(69)에 가한다.

제어게인 연산수단(69)은 설정된 파라미터의 값을 사용하여 상세한 것은 후술하는 제어개인을 연산하여 제어연산수단(63~68)에 가한다.

제어연산수단(63~68)은 연산된 제어게인과 제2~제7스탠드의 검출하중과 이들의 스탠드의 들어오는 쪽의 검출장력과 X선 판두께 계측기(60)의 측정판두께에 준하여 제1~제6스탠드의 주전동기속도지령치와 제2~제7스탠드의 롤갭지령치를 연산하여 주전동기 속도제어장치(22~28)와 압하장치(9~14)에 가한다.

또 제7스탠드 주전동기속도는 압연기 전체의 속도기준으로서, 소위 피봇속도가 설정되어 일정속도로 제어되는 일이 많다. 그 때문에 제7스탠드의 주전동기 속도제어장치(28)는 제어의 조작단에서 제외되고 있다.

한편 루퍼(42~47)에 대해서는 루퍼전동기 속도제어장치(54~59)가 각각 독립된 루퍼높이 목표치와 실제높이와의 편차를 작게하도록 루퍼전동기(48~53)를 속도제어하고 있다.

그런데 제어연산수단(63~68)은 동일하게 구성되어 있고 설명의 간략화를 위하여 이중 하나에 대해서 제어대상 프로세스모델도 사용하여 상세히 설명하겠다. 제2도는 제1도에 나타낸 제어계중에서 제6스탠드 및 제7스탠드에 대한 제어계를 나타낸 것이며, 제어연산수단(68)과 그 제어대상의 모델을 나타내고 있다.

여기서는 선형화를 모델을 나타내고 있다. 여기서는 선형화를 위하여 각 상태량을 정상치로부터의 변화분(△)을 사용하여 나타내었다.

제2도에 있어서 블록(82~90)은 제어대상의 프로세스모델로서 블록(82)은 제1도중의 압하장치(14)에 상당하고 압하장치(14)의 응답을 시정수(T_HPC)의 1차 지연계로 표시하고 있다. 또 블록(83)은 제1도의 주전동기 속도제어장치(27)에 상당하고 응답을 시정수(T_V)의 1차 지연계로 나타내고 있다. 블록(84~87)은 압연현상을 영향계수로 나타낸 것으로 하기의 의미를 갖고 있다.

84 : 판두께(△h_i+1)에 대한 롤갭(△S_0(i+1))의 영향계수(G_P1)

85 : 판두께(△h_i+1)에 대한 장력(△h_f1)의 영향계수(G_P1)

86 : 압연재의 들어오는 쪽 속도(△h_i+1)에 대한 장력(△h_f1)의 영향계수(G_P1)

87 : 압연재의 들어오는 쪽 속도(△h_i+1)에 대한 롤갭(△S_0(i+1))의 영향계수(G_P1)

블록(88)은 압연재의 나가는 쪽 속도에 대한 주전동기속도의 영향계수, 블록(89)은 장력발생 프로세스에 있어서의 장력발생게인과 적분기이고, 블록(90)은 장력발생 프로세스에 있어서의 피드백게인이며, 블록(89,90)에 의해 서장력발생기구를 모델화하고 있다.

한편 블록(72~81)은 제1도중의 제어연산수단(68)에 상당하는 부분이고 블록(72~75)은 적분제어기, 블록(76~79)은 피드백제어기, 블록(80)은 판두께 제어계 응답을 조정하는 계수, 블록(80)은 장력제어응답을 조정하는 계수이다.

제2도에 있어서의 블록(82~90)의 제어 대상프로세스모델을 상태방정식으로 나타내면 다음과 같이 된다.

여기서 각각의 기호앞에 부가한「△」는 그 기호의 변화분을 나타내고 각각의 기호의 위에 붙인「·」는 시간(t)에 의한 미분을 나타낸다. 따라서 예를 들면

△t_f=d(△t_f)/dt ……………………………………………………………(4)

를 의미하고 있다.

또 상태방정식중의 변수는 다음의 것을 의미하고 있다.

K₁₀: 장력피드백 계수

E : 압연재의 영율

L : 스탠드간 거리

t_f: 전방장력

V_R: 롤의 주속

α₂: 압연재의 속도에 대한 주전동기계속도의 영향계수

T_V: 주전동기계속도제어계의 시정수

첨자 ref : 그 기호의 지령치.

제2도에 있어서의 블록(72~79)의 제어게인은 이하와 같이 결정한다. 이것은 기본적으로는 ILQ(Inverse Linear Quadratic)법을 사용하여 결정한다. 이 ILQ법이라 함은 LQ 제어문제를 역문제의 관점에서 푸는 것이며「ILQ 최적서보계 설계법의 일반화」후지이 다까오(藤井隆雄)와 시다무라 다꾸도모(下村卓共)공저, 시스템학회논문지 Vol. 1, No 6, 1988 pp. 8-17에 상세히 기재되어 있다.

상기 (2),(3)식으로 표현된 프로세스의 모델을 사용하여 △h_i+1과 △t_f를 비간섭화하는 것을 전제로 하여 블록(72~79)의 제어게인을 다음과 같이 수식으로 나타낼 수 있다.

72 : G_C11=K_C11/S(S는 라프라스 연산자)

K_C11=T_HPC·ω_GC/G_P1……………………………………………………(5)

73 : G_C21=K_C21/S

K_C21=T_V·ω_GC/G_P4/(G_P1+α₂) ………………………………………(6)

74 : G_C12=0 ……………………………………………………………………(7)

75 : G_C22=K_C22/S

K_C22=-4·L·ω_TC ²·T_V/(α₂·E) …………………………………(8)

76 : G_FB1=T_HPC……………………………………………………………(9)

77 : G_FB2=T_HPC·G_P2/G_P1…………………………………………………(10)

78 : G_PB3=T_V{E(K₁₀·G_P1-G_P1·G_P3+G_P2·G_P4)

-4G_P1·L·ω_TC}/(α₂·G_P1·E) ……………………………………(11)

79 : G_FB4=T_V………………………………………………………………(12)

여기서

ω_GC: 판두께 제어계의 지정응답의 차단주파수(rad/s)

ω_TC: 장력제어계의 지정응답의 차단주파수(rad/s)

이고 각각 소망하는 값을 지정한다.

블록(80)에 있어서의 조정계수(σ₁)는 판두께 제어계가 소망하는 응답을 하도록 또 블록(81)에 있어서의 조정계수(σ₂)는 장력 제어계가 소망하는 응답을 하도록 각각 결정한다.

일반적으로 σ₁·σ₂를 크게 설정하면 빠른 응답이 얻어지나 조작량인 롤갭지령치나 주전동기 속도지령치도 커지므로 너무 큰 값은 적당치 않다.

상기 (5)~(12)식에 있어서의 각각의 변수(T_HPC,T_V,E,K₁₀,L,α₂,G_P1,G_P2,G_P3,G_P4)가 제어대상 프로세스의 모델을 표현하는 변수로서 ω_GC, ω_TC가 각각의 스탠드의 판두께와 스탠드간 장력의 응답을 지정하기 위한 변수로써 또, σ₁,σ₂가 각 스탠드의 판두께와 스탠드간 장력을 조정하기 위한 변수로서 각각 설정수단(70)에 설정되고 그 설정치가 제어게인 연산수단(69)으로 인도된다.

제어게인 연산수단(69)은 이들의 설정치를 상기 (5)~(12)식에 대입하여 블록(72)~(79)의 제어게인을 연산하고 설정수단(70)에 설정된 σ₁,σ₂와 합쳐서 수치로써 제어연산수단(63~68)으로 인도한다.

제3도에 본 실시예에 의한 제어계의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이것은 제6 및 제7스탠드의 압연기를 모의한 것이므로, 루퍼높이는 일정하게 제어되어 있는 것으로 한다.

즉, 제3도(a)는 시각 t=0에 있어서 제7스탠드의 나가는 쪽 판두께 목표치(h_7ref)(mm)를 +1(mm)만큼 스텝상으로 변경한 경우의 제7스탠드의 나가는 쪽 판두께(h₇)와 제6~7스탠드간 장력(t_f6)(㎏/㎟)의 응답을 나타낸다.

제3도(b)는 시각 t=0에 있어서 제6~7스탠드간 장력 목표치(h_f6ref)를 +1(㎏/㎟)만큼 스텝상으로 변경한 경우의 제7스탠드의 나가는 쪽 판두께(h₇)와 제6~7스탠드간 장력(t_f6)(㎏/㎟)의 응답을 나타낸다.

제3도(c)는 시각 t=0에 있어서 제7스탠드에서 들어오는 쪽 판두께(h₇)(mm)를 +1(mm)만큼 스텝상으로 변화시킨 경우의 제7스탠드의 나가는 쪽 판두께(h₇)와 제6~7스탠드간 장력(t_f6)(㎏/㎟)의 응답을 나타낸다.

제3도(d)는 시각 t=0에 있어서, 제7스탠드의 롤갭(S_O7)(mm)을 +1(mm)만큼 스텝상으로 변화시킨 경우의 제7스탠드의 나가는 쪽 판두께(h₇)와 제6~7스탠드간 장력(t_f6)(㎏/㎟)의 응답을 나타낸다.

이와같은 조건으로 종래부터 사용되고 있는 게이지미터 AGC와 PI제어에 의한 스탠드간 장력제어를 각각 독립적으로 행하는 제어계에 대해서 시뮬레이션한 결과를 제4도에 나타냈다.

또 제4도(a)~(b)는 각각 제3도(a)~(d)가 얻어진 것과 같은 조건을 부여한 경우의 것이고 종축의 눈금이 상이한 점에 주목할 필요가 있다.

이 제3도 및 제4도의 시뮬레이션 결과에서 명백한 바와같이 판두께와 장력을 각각 독립적으로 제어하는 종래의 방법에 비해서 본 실시예에 의한 것은 오버슛이 적고 그 때문에 정정시간도 명백히 짧아져 있다.

또 일본국 특개평 2-211906호 공보에 기재된 방법이 해석적으로 풀 수 없는 리카치 방정식을 수치적으로 풀 필요가 있는데 대해서 본 실시예는 판두께와 스탠드간 장력과의 간섭계를 모델화하고 이 모델을 표현하는 변수, 판두께와 스탠드간 장력을 응답을 지정하는 변수, 그 응답을 조정하는 변수를 각각 소정의 연산식에 대입하여 제어게인을 수치로써 구하므로 압연재의 상태나 조업상태가 변화하여도 설정치를 변경하는 것만으로 되고 리카치 방정식을 수치적으로 풀 필요는 없고 물론 제어게인 테이블을 사용할 필요도 없다.

또 이 종래의 방법이 스탠드간의 이송지연을 1차 지연에 의해 근사시키고 있기 때문에 모델의 정밀도에 열화가 생겼으나 본 실시예에서는 루퍼높이를 판두께 및 장력의 제어와는 무관계로 제어하고 있기 때문에 루퍼높이로부터 장력으로의 간섭이 없고 판두께와 장력과의 간섭계의 모델의 차수가 적어지고 따라서 모델의 정밀도 저하를 방지할 수 있다.

또 상기 실시예에서는 제7스탠드의 나가는 쪽 두께를 X선 판두께 계측기로 검출하는 것만으로 제1~제6스탠드의 나가는 쪽의 판두께를 검출하고 있지 않다. 그러나 각 스탠드의 나가는 쪽의 판두께는 판두께 계측기를 사용하지 않아도 추정할 수 있다.

즉 판두께 계측기가 없는 경우에는 다음식에 나타낸 게이지미터식에 의해 추정할 수 있다.

단 여기서

h_i: i스탠드의 나가는 쪽 판두께(mm)

S_Oi: i스탠드의 롤갭(mm)

P_i: i스탠드의 압연하중(ton)

M_i: i스탠드의 밀정수(ton/mm)

이다.

이들중 압연하중(P)는 로드셀(29~35)에 의해서 검출되고 밀정수(M)는 사전에 측정할 수 있다.

또 제7스탠드보다도 상류에 있는 스탠드의 나가는 쪽에 판두께 계측기가 설비되었을 때에 이것보다도 하류의 스탠드의 나가는 쪽 판두께를 추정할 수 있다.

이 경우에 판두께 검출치를 스탠드간의 이송시간만큼 지연시켜 질량유량 한정규칙(mass flow definite rule)에 의한 연산으로 하류측 스탠드의 나가는 쪽 판두께를 추정한다. 예를들면 제5스탠드의 나가는 쪽에 판두께 계측기가 설비되어 있으면 다음식에 의해서 제6스탠드의 나가는 쪽 판두께를 추정한다.

단 여기서

V₆: 제6스탠드의 들어오는 쪽의 재료속도(mm/s)

B₆: 제6스탠드의 들어오는 쪽의 판의 폭(mm)

v₆: 제6스탠드의 나가는 쪽의 재료속도(mm/s)

b₆: 제6스탠드의 나가는 쪽의 판의 폭(mm)

h₅: 제5스탠드의 나가는 쪽의 판두께 검출치(mm)

V₆: 제6스탠드의 나가는 쪽의 판두께(mm)

L : 제5스탠드의 나가는 쪽의 판두께 계측기로부터 제6스탠드까지의 압연재의 이송시간(s)

S : 라플러스 연산자

e^-LS: 낭비시간

이다.

또 상기 실시예에서는 스탠드간 장력을 각각 장력검출장치(36~41)로 검출하였으나 스탠드간에 루퍼가 설비되어 있으면 이 스탠드간 장력을 루퍼구동전동기 토크로 연산할 수 있다.

즉 루퍼가 발생할 토크를 T_L, 장력에 의한 토크를 T_T, 스탠드간 판의 중량에 의한 토크를 T_W, 루퍼의 자중에 의한 토크를 T_M, 루퍼를 가감속시키는 토크를 T_A라고 하면 이들간에 다음식의 관계가 있다.

T_L=T_T+T_W+T_M+T_A

이들중 T_L,T_W,T_M,T_A는 용이하게 구해지고 이들로 장력에 의한 토크(T_T)가 구해진다. 따라서 이 장력에 의한 토크(T_T)를 루퍼아암의 길이로 나누면 장력이 구해진다.

또 상기 실시예에서는 워크롤의 외측에 백업롤을 배치한 것만의 4중 압연기이고 또 이들의 압연기간에 설비된 루퍼를 전동기로 구동하는 것을 대상으로 하였으나 본 발명은 이러한 적용에 한정되는 것은 아니고, 중간롤등을 구비한 압연기나 또는 루퍼를 유압구동하는 것이라도 본 발명을 적용시킬 수 있다.

제2도에 있어서의 적분제어기(I제어기)(72~75)는 PI제어기로 치환시킬 수 있다. 그렇게 함으로써 들어오는 쪽 판두께의 변화나 롤편심, 들어오는 쪽 재료의 온도변화등의 장애가 발생되었을 때 제어 응답성을 향상시킬 수 있다.

Claims

복수의 스탠드에 대응하여 각각 압연기 구동주전동기의 속도를 제어하는 주전동기 속도제어장치와 롤갭을 제어하는 롤갭제어장치를 설비하여 상기 주전동기 속도제어장치에 대한 속도지령치 및 상기 롤갭 제어장치에 대한 롤갭지령치를 각각 압연재의 판두께 및 스탠드간 장력의 간섭계를 모델화한 프로세스모델을 사용하여 연산하는 연속열간압연기의 제어장치에 있어서, 상기 프로세스모델을 표현하는 변수, 압연재의 판두께 목표치, 압연재의 스탠드간 장력목표치, 판두께 및 스탠드간 장력의 응답을 지정하기 위한 변수, 및 판두께 및 스탠드간 장력의 응답을 조정하기 위한 변수를 설정하는 설정수단(70)과, 설정된 상기 각각의 변수를 소정의 제어게인 연산식에 대입하여 제어게인을 수치로서 구하는 제어게인 연산수단(69)과, 연산된 상기 제어게인을 사용하여 판두께와 스탠드간 장력과의 상호간섭을 작게하면서 판두께를 상기 판두께 목표치에 스탠드간 장력을 상기 스탠드간 장력목표치에 추종시키는 상기 속도지령치 및 롤갭지령치를 연산하는 제어연산수단(63)을 구비한 것을 특징으로 하는 연속열간압연기의 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어연산수단(63)의 각각은 상기 제어게인 연산수단(69)에 의해서 산출된 제어게인, 대응하는 스탠드의 검출 하중 및 대응하는 스탠드의 들어오는 쪽의 검출장력을 사용하여 대응하는 스탠드의 주전동기 속도지령치 및 롤갭지령치를 연산하는 것인 연속열간압연기의 제어장치.
제1항에 있어서, 최종스탠드의 주전동기속도에는 압연기 전체의 속도기준이 주어지는 연속열간압연기의 제어장치.
제1항에 있어서, 최종스탠드의 나가는 쪽의 판두께 검출치에 준하여 제1스탠드의 롤갭을 제어하는 판두께 제어수단이 설비되어 있는 연속열간압연기의 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 연속열간압연기가 각각의 스탠드간에 루퍼와 각각의 루퍼에 대해서 루퍼높이를 판두께 및 장력의 제어와는 무관계로 설정된 루퍼높이 목표치에 추종하도록 대응하는 루퍼구동전동기의 속도를 제어하는 루퍼전동기 속도제어장치를 구비하고 있는 연속열간압연기의 제어장치.