專利名稱：卷取溫度控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋生產(chǎn)線的巻取溫度裝置及其控制方法，尤其涉及 一種為提高鋼板質(zhì)量，不僅使巻取溫度與目標溫度一致，而且也使中間溫
度與目標溫度一致，并且，適合于需要在該溫度保持一定時間的DP(Dual Phase)鋼的溫度控制的巻取溫度控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
在巻取溫度控制中，有不僅考慮巻取溫度，而且對中間溫度和冷卻模 式、冷卻速度加以考慮來進行控制的方法。例如，在專利文獻l中公開了 決定鋼板通過冷卻設(shè)備各部位時的目標溫度，為使鋼板溫度的推測與目標 溫度一致而進行冷卻控制，從而控制冷卻模式的方法。另外，在專利文獻 2中，作為通過提高鋼板的推測精度而高精度控制鋼板的溫度履歷的方法， 公開了將動態(tài)比熱利用冶金學的觀點而高精度化的方法。進而，在專利文 獻3屮公開了將冷卻帶分為前半和后半，在前半?yún)^(qū)域控制Y — a變形結(jié)束 前的溫度履歷，在后半?yún)^(qū)域決定預測巻取溫度成為目標巻取溫度的冷卻裝 置的開閉模式的方法。
專利文獻1日本特開平6-246320號公報；
專利文獻2日本特開2006-193759號公報；
專利文獻3日本特開平6-238312號公報。
上述現(xiàn)有技術(shù)中均可以進行考慮鋼板的冷卻溫度模式和中間溫度的 控制，但是，從提高溫度控制精度的觀點出發(fā)，分析有以下問題。在專利 文獻1中，雖然鋼板溫度的推測精度對溫度控制精度有直接影響，但并沒 有公開提高鋼板溫度推測精度的方法。因此，由于鋼板溫度的推測精度不 充分，有控制精度降低之虞。另一方面，在專利文獻2中雖然記載了通過 將用于鋼板溫度推測的模型高精度化，提高鋼板溫度推測精度的方法，但 卻沒有公開提高推測精度的結(jié)果、以及對由剩余的模型誤差引起的控制溫度降低的處理方法。專利文獻3中雖然公開了假設(shè)前半冷卻時的鋼板溫度 模式和中間溫度的保持時間來進行控制的方法，但是，并沒有對測定中間 溫度、使用測定結(jié)果來提高控制精度的方法作記載，有實際并不按假設(shè)進 行控制之虞。
另外，在任一上述現(xiàn)有技術(shù)中，進入冷卻裝置的鋼板溫度的分散、冷 卻控制中沒有假設(shè)的速度變化、與中間溫度的目標值的偏差對巻取溫度所 帶來的影響的補償方法等并沒有記載，有不能實現(xiàn)作為目標的中間溫度和 巻取溫度、且不能保證必要的中間溫度保持時間之虞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點，提供一種巻取冷卻裝 置，其能夠?qū)崿F(xiàn)作為目標的中間溫度和巻取溫度，且可確保必要的中間溫 度保持時間。
為解決所述課題，本發(fā)明的巻取溫度控制裝置以用于測量中間溫度的 中間溫度計的設(shè)置為前提，對于鋼板行進方向上的中間溫度計的上游的前 半冷卻設(shè)備和下游的后半冷卻設(shè)備，設(shè)置預置控制部和前半冷卻用動態(tài)控 制部，所述預置控制部在冷卻之前，針對鋼板長度方向各部位算出各冷卻 設(shè)備的集管開閉模式，所述前半冷卻用動態(tài)控制部具備中間溫度偏差補 正部，其消除冷卻中測量的中間溫度與目標中間溫度的偏差；軋機出口側(cè)
溫度偏差補償部，其降低預置計算時假設(shè)的軋鋼機出口側(cè)溫度和實際檢測
的軋鋼機出口側(cè)溫度的偏差對中間溫度帶來的影響；前半冷卻用速度偏差 補償部，其降低預置計算時假設(shè)的鋼板溫度與實際的鋼板速度的偏差對中 間溫度帶來的影響。并且，還包括后半冷卻用動態(tài)控制部，所述后半冷卻 用動態(tài)控制部具備巻取溫度偏差補正部，其消除冷卻中測量的巻取溫度 與目標巻取溫度的偏差；中間溫度偏差補償部，其降低中間溫度目標值和 中間溫度計的測量值的偏差對巻取溫度帶來的影響；鋼板冷卻用速度偏差 補償部，其降低預置計算時假設(shè)的鋼板溫度與實際鋼板速度的偏差對巻取 溫度帶來的影響。
另外，用控制代碼來表現(xiàn)集管的開閉模式，通過用簡單的線形最佳化 方法求出所需的集管開閉模式，由此大幅削減預置控制的運算量。還包括中間溫度保持時間算出部，其根據(jù)預置控制的結(jié)果獲得的集 管模式和鋼板速度，來計算鋼板在中間溫度的保持時間；速度模式變更部， 其在中間溫度保持時間不足的情況下，進行速度模式變更處理。
另外，還包括穩(wěn)定化控制部，其將動態(tài)控制對用于使中間溫度與目標 值一致的前半冷卻設(shè)備的影響而帶給后半冷卻設(shè)備的不穩(wěn)定動作和巻取 溫度的控制精度的影響進行抑制。
本發(fā)明的巻取溫度控制方法，其將用熱軋機軋制的鋼板用在熱軋機出 口側(cè)配置的冷卻裝置冷卻，除用巻取機巻取之前的鋼板溫度之外，還要將 通過冷卻裝置的預先設(shè)定的中間位置時的鋼板溫度控制在規(guī)定的目標溫 度，其特征在于，在鋼板的冷卻控制之前，根據(jù)作為冷卻集管的開閉組合 的集管模式、與鋼板速度相關(guān)的信息以及軋鋼機出口側(cè)鋼板溫度的推測 值，利用板溫推測模型推測鋼板的所述中間位置的中間溫度，并利用推測 結(jié)果決定用于實現(xiàn)目標中間溫度的前半冷卻用集管模式，使所述中間溫度 的推測值與目標中間溫度一致，并根據(jù)所述集管模式、與鋼板速度相關(guān)的 信息和中間溫度的推測值，利用板溫推測模型推測鋼板的巻取溫度，并利 用推測結(jié)果決定用于實現(xiàn)目標巻取溫度的后半冷卻用集管模式。
并且，其特征在于，通過獲取所述前半冷卻用集管模式而識別所述前 半冷卻用集管模式被補正的情況，根據(jù)補正時刻，在由于冷卻集管的響應(yīng) 延遲而不能抑制中間溫度變化的期間，對測量的中間溫度的變化量設(shè)定靜 區(qū)，在通過所述前半冷卻用集管模式的補正而抑制中間溫度變化之后，解 除所述靜區(qū)。 '
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，在熱軋的巻取冷卻工序中，在除鋼板的巻取溫度之外， 還要進行使中間溫度與目標一致的控制的情況下，通過設(shè)置前半冷卻用動 態(tài)控制部，則即使產(chǎn)生冷卻控制中鋼板的速度變化、軋機出口側(cè)溫度的分 散、中間溫度與目標溫度不一致的情況，也可使對所述中間溫度的影響最 小化，從而能夠在鋼板長度方向上高精度控制中間溫度。
相同地，通過設(shè)置后半冷卻用動態(tài)控制部，則即使產(chǎn)生冷卻控制中鋼 板的速度變化、中間溫度與目標溫度不一致、巻取溫度與目標溫度不一致 的情況，也可使對所述巻取溫度的影響最小化，從而能夠在鋼板長度方向上高精度控制巻取溫度。
進而，通過設(shè)置中間溫度保持時間算出部，在由預置控制的結(jié)果獲得 集管模式和鋼板速度之后，可推測在中間溫度的保持時間。另外，利用速 度模式變更部，在保持時間不足的情況下進行使最高溫度降低的處理，從 而能夠進行確保中間溫度保持時間的冷卻控制。
由此，在如DP鋼的特殊冷卻規(guī)格的鋼板中，能夠?qū)崿F(xiàn)其質(zhì)量提高。 另外，相對于前半冷卻用動態(tài)控制部使中間溫度復雜變化，穩(wěn)定化控制部 能夠抑制與之相伴的后半冷卻用動態(tài)控制部的不必要的動作，從而能夠使 后半冷卻裝置穩(wěn)定動作。


圖1是本發(fā)明實施例1的巻取溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示速度模式圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖3是表示目標溫度圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖4是表示冷卻集管優(yōu)先等級圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖5是表示冷卻集管開閉模式和控制代碼的對應(yīng)例的說明圖。 圖6是表示前半冷卻用及后半冷卻用控制代碼算出處理的流程圖。 圖7是表示前半冷卻用控制代碼算出處理中的巻取溫度預測計算的處 理的流程圖。
圖8是表示后半冷卻用控制代碼算出處理中的巻取溫度預測計算的處 理的流程圖。
圖9A、圖9B是表示控制代碼計算中的控制代碼的轉(zhuǎn)變的說明圖。 圖IO是前半冷卻用動態(tài)控制部的結(jié)構(gòu)圖。 圖11是表示第一影響系數(shù)圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖12是表示第二影響系數(shù)圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖13是表示第三影響系數(shù)圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖14是表示軋機出口側(cè)溫度偏差補償部的適用部位確定部的處理的 流程圖。
圖15是沿鋼板長度方向分段的說明圖。
圖16是表示前半冷卻用速度變化補償部的適用部位確定部的處理的
14流程圖。
圖17是表示前半冷卻用動態(tài)控制部的控制代碼補正處理的流程圖。
圖18是后半冷卻用動態(tài)控制部的結(jié)構(gòu)圖。 圖19是表示第四影響系數(shù)圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖20是表示第五影響系數(shù)圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖21是表示第六影響系數(shù)圖表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖22是表示中間溫度偏差補償部的適用部位確定部的處理的流程圖。 圖23是表示后半冷卻用速度變化補償部的適用部位確定部的處理的 流程圖。
圖24是后半冷卻用動態(tài)控制部的控制代碼補正處理的說明圖。 圖25是表示前半冷卻用集管模式變換部的處理的流程圖。 圖26是表示后半冷卻用集管模式變換部的處理的流程圖。 圖27是本發(fā)明的實施例2的巻取溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖28是表示中間溫度保持時間算出部的處理的流程圖。 圖29是表示速度模式變更部的處理的流程圖。 圖30是本發(fā)明的實施例3的巻取溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖31是表示穩(wěn)定化控制部的處理的流程圖。
圖中100-控制裝置，110-預置控制部，111-速度模式圖表，112-目標 溫度圖表，113-冷卻集管優(yōu)先等級圖表，114-板溫推測模型，115-控制代 碼算出部，116-前半冷卻用控制代碼算出部，117-后半冷卻用控制代碼算 出部，120-動態(tài)控制部，121-前半冷卻用動態(tài)控制部，123-中間溫度偏差 補正部，124-軋機出口側(cè)溫度偏差補償部，125-前半冷卻用速度偏差補償 部，126-前半冷卻用操作量合成部，122-后半冷卻用動態(tài)控制部，127-巻 取溫度偏差補正部，128-中間溫度偏差補償部，129-后半冷卻用速度偏差 補償部，130-后半冷卻用操作量合成部，140-集管模式變換部，141-前半 冷卻用集管模式變換部，142-后半冷卻用集管模式變換部，150-控制對象， 151-鋼板，152-軋鋼機，153-巻取冷卻裝置，154-巻取機，155-軋機出口側(cè) 溫度計，156-中間溫度計，157-巻取溫度計，160-上部冷卻裝置，161-下部 冷卻裝置，162-冷卻集管，163-存儲單元，170-前半冷卻裝置，171-后半冷 卻裝置，1101-第一影響系數(shù)圖表，1102-第二影響系數(shù)圖表，1103-第三影
15響系數(shù)圖表，1801-第四影響系數(shù)圖表，1802-第五影響系數(shù)圖表，1803-第 六影響系數(shù)圖表，2710-中間溫度保持時間算出部，2702-速度模式變更部， 3001-穩(wěn)定化控制部。
具體實施例方式
本發(fā)明的最佳實施方式是一種巻取冷卻控制裝置，其將利用熱軋機 152軋制的鋼板151使用在熱軋機出口側(cè)配置的冷卻裝置170、 171進行冷 卻，除用巻取機154將鋼板巻取之前的巻取溫度之外，還要將鋼板通過在 冷卻裝置預先設(shè)定的中間位置時的中間溫度控制在規(guī)定的目標溫度。
具備板溫推測模型114，其根據(jù)在熱軋機和所述中間位置之間的冷卻 裝置設(shè)置的冷卻集管162的開閉組合、即前半冷卻用集管模式的信息來推 測鋼板的中間溫度，并根據(jù)在所述中間位置和巻取機之間的冷卻裝置設(shè)置 的冷卻集管的開閉組合、即后半冷卻用集管模式的信息來推測鋼板的巻取溫度。
具備預置控制部110，其在冷卻控制之前，使用板溫推測模型114來 推測中間溫度和巻取溫度，并利用推測結(jié)果算出用于實現(xiàn)目標中間溫度的 前半冷卻用集管模式和用于實現(xiàn)目標巻取溫度的后半冷卻用集管模式。
還具備前半冷卻用動態(tài)控制部121，其觀測冷卻控制中的鋼板狀態(tài)，
算出用于使觀測的中間溫度與目標中間溫度一致的所述前半冷卻用集管
模式的變更量并將其輸出；后半冷卻用動態(tài)控制部122，其觀測冷卻控制 中的鋼板狀態(tài)，算出用于使觀測的巻取溫度與目標巻取溫度一致的所述后 半冷卻用集管模式的變更量并將其輸出。
前半冷卻用動態(tài)控制部121具備中間溫度偏差補正部123，其算出 前半冷卻用集管模式的變更量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補 償目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的中間溫度的偏差；軋機出 口側(cè)溫度偏差補償部124，其算出前半冷卻用集管模式的變更量，所述前 半冷卻用集管模式的變更量用于補償在預置控制時假設(shè)的鋼板的熱軋機 出口側(cè)溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的熱軋機出口側(cè)溫度的偏差；前 半冷卻用速度偏差補償部125，其算出前半冷卻用集管模式的變更量，所 述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差；前半冷卻用操作量合成部，其將這些輸出
按照鋼板長度方向的每個部位進行合成，從而算出前半冷卻用集管模式的 變更量。
所述后半冷卻用動態(tài)控制部122具備巻取溫度偏差補正部127，其 算出后半冷卻用集管模式的變更量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用 于補償目標巻取溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的巻取溫度的偏差；中 間溫度偏差補償部128，其算出后半冷卻用集管模式的變更量，所述后半 冷卻用集管模式的變更量用于補償目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板 測量出的中間溫度的偏差；后半冷卻用速度偏差補償部129，其算出后半 冷卻用集管模式的變更量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償預 置控制時假設(shè)的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差；后半冷卻用操 作量合成部130，其將這些輸出按照鋼板長度方向的每個部位進行合成， 從而算出后半冷卻用集管模式的變更量。
預置控制部110包括前半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表401，其儲存設(shè)
于熱軋機和所述中間位置之間的冷卻集管的開放順序的優(yōu)先關(guān)系；后半冷 卻集管用優(yōu)先等級圖表402，其儲存從中間位置到巻取機之間配置的冷卻 集管的開放順序的優(yōu)先關(guān)系；前半冷卻用控制代碼算出部116，其使前半 冷卻用集管模式與使用前半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表401的信息而生成的 控制代碼對應(yīng)，然后使用板溫推測模型114來推測中間溫度，利用推測結(jié) 果算出用于實現(xiàn)目標中間溫度的控制代碼并將其輸出。另外，還包括后半 冷卻用控制代碼算出部117，其使后半冷卻用集管模式與使用后半冷卻集 管用優(yōu)先等級圖表402的信息而生成的控制代碼對應(yīng)，然后使用板溫推測 模型114來推測巻取溫度，利用推測結(jié)果算出用于實現(xiàn)目標巻取溫度的控 制代碼并將其輸出。
根據(jù)本實施方式，在熱軋后鋼板的巻取控制中，即使需要在中間溫度 保持一定時間的特殊鋼種中，也在鋼板長度方向的廣大范圍的部位高精度 進行充分時間的中間溫度保持，且獲得高精度的巻取溫度。其結(jié)果，能夠 提高在冷卻中需要保持中間溫度的DP鋼所代表的高級鋼板的組成質(zhì)量， 并且，能夠獲得優(yōu)良的鋼板形狀。以下，參照附圖對本發(fā)明的多個實施例 進行詳細說明。實施例1
圖1表示本發(fā)明一實施例的巻取溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。巻取溫度控 制裝置100接收來自控制對象150的各種信號，并將控制信號輸出給控制
對象150，首先，對控制對象150的結(jié)構(gòu)進行說明。
在本實施例中，控制對象150是熱軋巻取冷卻設(shè)備，將利用軋鋼機152 的軋機157軋制的85(TC 100(TC左右溫度的鋼板151用巻取冷卻裝置153 冷卻，并用巻取機154巻取。巻取冷卻裝置153具備從鋼板151的上側(cè)進 行水冷的上部冷卻裝置160和從鋼板151的下側(cè)進行水冷的下部冷卻裝置 161,各冷卻裝置分別具備多個由一定個數(shù)的放水的冷卻集管162組合的 存儲單元163。在本實施例中，以作為各冷卻集管162的操作指令選擇開 和閉的情況為例進行說明。
軋機出口側(cè)溫度計155測量剛被軋鋼機152軋制之后的鋼板溫度，在 巻取冷卻裝置153的中央部附近配置的中間溫度計156測量通過溫度計設(shè) 置位置的鋼板溫度，巻取溫度計157測量用巻取機154巻取之前的溫度。 在本實施例中，巻取溫度控制的目的是使利用中間溫度計156和巻取溫度 計157測量的溫度與目標溫度一致，且使鋼板溫度在中間溫度附近保持一 定時間。如圖1所示，在本實施例中，將從軋鋼機152出口側(cè)到中間溫度 計156的冷卻裝置稱作前半冷卻裝置170，將從中間溫度計156到巻取溫 度計157的冷卻裝置稱作鋼板冷卻裝置171。目標溫度可以為在鋼板長度 方向的各部位一定，也可以對應(yīng)各部位設(shè)置不同值。
下面，示出巻取溫度控制裝置100的結(jié)構(gòu)。以下，將冷卻集管162的 開閉模式的集合稱作集管模式。巻取溫度控制裝置IOO具備預置控制部 110，其算出鋼板151用巻取冷卻部153冷卻之前，與各冷卻集管162的 開閉模式對應(yīng)的控制指令；動態(tài)控制部120，其在用巻取冷卻裝置153冷 卻鋼板151時，將軋機出口側(cè)溫度計155、中間溫度計156、巻取溫度計 157的測定溫度等實際值和鋼板151的速度實時輸入來變更控制指令；集 管模式變換部140，其將控制指令變換為各冷卻集管162的開閉模式。
在本實施例中，模仿在先的日本特愿2005-311367 (日本特開 2007-118027)的公開，以利用使控制指令與集管模式一一對應(yīng)的控制代碼 來描述的情況為例進行說明，但是，作為集管模式的描述法也可考慮位模式(bitpattern)等其他表現(xiàn)方法。
預置控制部110具有速度模式圖表111、目標溫度圖表112、冷卻集 管優(yōu)先等級圖表113。還具備控制代碼算出部115，其輸入與此后冷卻的 鋼板對應(yīng)的級別(層別)的信息，基于使用板溫推測模型114的運算，算 出用于實現(xiàn)對鋼板115所希望的冷卻的集管模式。并且，控制代碼算出部 115由前半冷卻用控制代碼算出部116和后半冷卻用控制代碼算出部117 構(gòu)成，所述前半冷卻用控制代碼算出部116算出針對前半冷卻裝置170的 控制代碼，所述后半冷卻用控制代碼算出部117算出針對后半冷卻裝置171
的控制代碼。
動態(tài)控制部120由前半冷卻用動態(tài)控制部121和后半冷卻用動態(tài)控制 部122構(gòu)成，在冷卻控制中，所述前半冷卻用動態(tài)控制部121算出針對前 半冷卻裝置170將中間溫度控制為目標值的集管模式修正量，所述后半冷 卻用動態(tài)控制部122算出針對后半冷卻裝置171將巻取溫度控制為目標值 的集管模式修正量。
前半冷卻用動態(tài)控制部121具備中間溫度偏差補正部123，其使用 來自中間溫度計156的檢測溫度，算出用于補正該溫度和目標中間溫度的 偏差的控制代碼修正量；軋機出口側(cè)溫度偏差補償部124，其使用來自軋 機出口側(cè)溫度計155的檢測溫度，算出用于對該溫度和在預置控制運算時 假設(shè)的軋機出口側(cè)溫度的偏差進行補償?shù)目刂拼a修正量；前半冷卻用速 度偏差補償部125，其根據(jù)軋機157和巻取機154的旋轉(zhuǎn)速度求出鋼板151 的速度，并算出用于對其結(jié)果和在預置控制運算時假設(shè)的鋼板速度的偏差 進行補償?shù)目刂拼a修正量。
還具備前半冷卻用操作量合成部126，其將中間溫度偏差補正部123、
軋機出口側(cè)溫度偏差補償部124、前半冷卻用速度偏差補償部125的計算 結(jié)果著眼于鋼板長度方向各部位進行合成，算出前半冷卻用動態(tài)控制部 121的輸出。
另一方面，后半冷卻用動態(tài)控制部122具備巻取溫度偏差補正部 127，其使用來自巻取溫度計157的檢測溫度，算出用于補正該溫度和目 標巻取溫度的偏差的控制代碼修正量；中間溫度偏差補償部128，其算出 用于對來自中間溫度計156的檢測溫度和目標中間溫度的偏差進行補償?shù)?br> 19控制代碼修正量；后半冷卻用速度偏差補償部129，其根據(jù)軋機157和巻 取機154的旋轉(zhuǎn)速度求出鋼板151的速度，并算出用于對其結(jié)果和在預置 控制運算時假設(shè)的鋼板速度的偏差進行補償?shù)目刂拼a修正量。還具備后 半冷卻用操作量合成部130，其將巻取溫度偏差補正部127、中間溫度偏 差補償部128、后半冷卻用速度偏差補償部129的計算結(jié)果著眼于鋼板長 度方向各部位進行合成，算出后半冷卻用動態(tài)控制部122的輸出。
集管模式變換部140由前半冷卻用集管模式變換部141和后半冷卻用 集管模式變換部142構(gòu)成，在冷卻控制中，所述前半冷卻用集管模式變換 部141接受來自前半冷卻用動態(tài)控制部121的控制代碼，將該代碼變換為 用于控制前半冷卻裝置170的集管模式，所述后半冷卻用集管模式變換部 142接受來自后半冷卻用動態(tài)控制部122的控制代碼，將該代碼變換為用 于控制后半冷卻裝置171的集管模式。
圖2示出了速度模式圖表111的結(jié)構(gòu)。圖以軋鋼機152為串聯(lián)軋機 (tandem mill)的情況的速度模式為例進行表示。對應(yīng)鋼板的種類(鋼種)、 板厚、板寬，按每個級別蓄積鋼板151的前端從軋機157輸出時的速度(初 始速度)；之后鋼板151的前端巻取到巻取機154之前的加速度(第一加 速度)；之后達到最大速度的加速度(第二加速度)；最大速度；從最大速 度減速到最終速度時的減速度；以及最終速度。
控制代碼算出部115判定該鋼板的鋼種、板厚、板寬，從速度模式圖 表111抽出對應(yīng)的速度模式。這里，mpm是m/分，表示在1分鐘中鋼板 行進的距離。例如，鋼種為DP1、板厚為3.0 4.0 mm、板寬為1200 mm 時，初始速度525 mm、第一加速度2 mpm/s、第二加速度9mpm/s、最大 速度1000 mpm、減速度6 mpm/s、最終速度850 mpm被抽出。
圖3示出了目標巻取溫度圖表112的結(jié)構(gòu)。對應(yīng)鋼種使中間溫度和巻 取溫度的目標值為不同級別?？刂拼a算出部115判定該鋼板的鋼種，從 目標巻取溫度圖表112抽出對應(yīng)的目標中間溫度和目標巻取溫度，并使用 該數(shù)據(jù)進行用于控制代碼算出的運算。
圖4示出了冷卻集管優(yōu)先等級圖表113的結(jié)構(gòu)。以下，以前半冷卻裝 置170、后半冷卻裝置171共具備5個存儲單元，各存儲單元具備8個集 管的情況為例進行說明。集管數(shù)總和為在前半冷卻裝置170、后半冷卻裝
20置171中共40個。冷卻集管優(yōu)先等級圖表113由前半冷卻集管用優(yōu)先等 級圖表401和后半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表402構(gòu)成，對40個集管的每 個的開放順序賦予1 40的優(yōu)先等級。
優(yōu)先等級中對于鋼種、板厚、集管區(qū)分(上集管或下集管)，儲存優(yōu) 先開放的冷卻集管的順序，例如，前半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表401的優(yōu) 先等級1下的(1， 1)表示使第一存儲單元的第一集管以最大的優(yōu)先等級 開放。鋼種為DP鋼(雙相鋼，Dual phase)等情況下，由于除中間溫度的 控制以外還要確保中間溫度的保持時間，通常，在前半冷卻裝置170中將 靠近軋機157的集管優(yōu)先開放，在后半冷卻裝置171中將靠近巻取機154 的集管優(yōu)先開放，在中間溫度計156附近確保充分的空冷區(qū)域。
圖4中，鋼種為DP1、板厚為2.0mm 4.0mm的級別示出了所述情況 的示例，其中示出了在前半集管中，從第一存儲單元的第一集管(最靠近 軋機157的集管)開始順次以高的優(yōu)先等級開放，在后半集管中，從第八 存儲單元的第八個集管(最靠近巻取機154的集管)開始順次以高的優(yōu)先 等級開放。即，示出了前半冷卻裝置170按(1， 1)、 (1， 2)、 (1， 3)、 (1， 4)、 (1， 5)、……、(5， 7)、 (5、 8)的順序優(yōu)先開放。另外，示出了后 半冷卻裝置171中按(IO， 8)、 (10,7)、 (10,6)、 (10,5)、 (10,4)、……、 (6， 2)、 (6， 1)的順序優(yōu)先開放。
另一方面，由于軋機出口側(cè)溫度和巻取溫度的測量性，也有使接近軋 機157和巻取機154的冷卻集管不優(yōu)先開放的情況。圖4中的鋼種為DP1、 板厚為6.0mm 8.0mm的級別示出了所述情況的示例，將接近軋機157的 兩個冷卻集管和接近巻取機154的四個冷卻集管的優(yōu)先等級作為低值。
除此之外，由于包括鋼板151的材質(zhì)、動態(tài)控制的控制余量確保等原 因，也有對集管賦予各種優(yōu)先等級的情況，但任一種均可通過變更圖4的 圖表內(nèi)容而對應(yīng)。在本實施例中，以板種和板厚作為分級別項目，但也可 以加上板寬等。另外，將上集管和下集管采用同一優(yōu)先等級，但也可以賦 予不同的優(yōu)先等級。
在本實施例中，集管模式用對應(yīng)的控制代碼來表現(xiàn)。圖5表示控制代 碼和冷卻集管開閉模式的對應(yīng)?？刂拼a40為全閉。以下，使僅打開優(yōu) 先等級1的冷卻集管的集管開閉模式為39、使優(yōu)先等級1和2的兩個冷卻集管打開的集管開閉模式為38的方式來設(shè)定控制代碼。即，將全部冷卻
集管打開狀態(tài)的控制代碼設(shè)定為o，全部冷卻集管關(guān)閉狀態(tài)的控制代碼設(shè) 定為40 (前半冷卻裝置170、后半冷卻裝置171各自的冷卻集管總數(shù))。 例如，如果是鋼種為DP、板厚為2.0 3.0mm、冷卻集管區(qū)分為前半集管 的情況，則根據(jù)圖4，按照集管的優(yōu)先等級，將僅(1， 1)開的狀態(tài)設(shè)定 為控制代碼49， (1， 1)、 (1， 2)開的狀態(tài)設(shè)定為控制代碼48， (1， 1)、 (1， 2)、 (1， 3)開的狀態(tài)設(shè)定為控制代碼47，按照該要領(lǐng)，以下將控制 代碼賦予集管的開放模式，直至全部集管打開狀態(tài)的控制代碼0。
圖6示出了進行前半冷卻用控制代碼算出部116及后半冷卻用控制代 碼算出部117的算法。由于在前半冷卻裝置170、后半冷卻裝置171的冷 卻集管數(shù)相同，因此，實際進行的算法也相同。以下，目標溫度、推測溫 度在前半冷卻用控制代碼116的情況為中間溫度，在后半冷卻用控制代碼 116的情況為巻取溫度。
在S6-l中，以從速度模式圖表111獲取的與冷卻鋼板對應(yīng)的級別的值 為基礎(chǔ)，算出鋼板151從軋機157輸出時的第一加速開始位置、第二加速 開始位置、恒定速度開始位置、用于從恒定速度向最終速度過渡的減速開 始位置，并計算從鋼板151在軋機157開始輸出到在巻取機154巻取結(jié)束 的速度模式?？砂匆韵滤龅氖?O 式(6)分別算出第一加速度開始 位置SLls、第二加速開始位置SL2a、恒定速度開始位置SLcs、減速開始 位置SLds、減速結(jié)束位置SLde。
SLls=Lsc … (O
其中，LSC:常數(shù)。
SL2s=Lmd … (2)
其中，Lmd:從軋機157到巻取機154的距離。
(Via) 2=LmdX2XAccl+VmaxXVmax … (3)
SLcs={Lmd+ (Vmax-Vla) /Acc2X (Vmax+Vla) /2} … (4) 其中，Via:第一加速結(jié)束速度，Accl:第一加速度，Acc2:第二加 速度，Vmax:最大速度。
SLds={Striplen-(Vmax-Vf)/DccX (Vmax+Vf)/2-dccmargin} …(5) 其中，Striplen:鋼板長度，Vf:最終速度，Dec:減速度，dccmargin:鋼板151在軋機157中途的某一時刻之前完成減速的安全余量。
SLde={Striplen-dccmargin} ... (6)
按算出的速度模式，在S6-2以后，將實現(xiàn)目標溫度的集管模式通過 使用板溫推測模型117運算而算出。在本實施例中，對將鋼板在長度方向 區(qū)分的分段(section)進行定義，并示出了針對各分段按線形逆插法算出 集管模式的示例。
在S6-2中，針對鋼板151的各段，定義夾著解的控制代碼的兩個控 制代碼nL、 nH。這里，由于在冷卻集管的全開和全閉之間存在解，因此， 一律設(shè)定為nL-0， nH=40。并且，伴隨控制代碼的增加，打開的冷卻集管 數(shù)單調(diào)減少，因此，當nKn2時，針對與這些集管模式對應(yīng)的目標溫度 Tcl、 Tc2， TcKTc2成立。下面，在S6-3中，將nL和nH的平均設(shè)定為 n0。并且，在S6-4中，通過使用板溫推測模型114的運算來推測與控制 代碼n0對應(yīng)的各分段中間或巻取溫度Tc0。
在S6-5中，按照各分段來判定推測溫度Tc0相對于目標溫度Ttarget 的符號，在TcO〉Ttarget的情況下，在nO與nL之間有解，因此，將n0 重新設(shè)置為nH。相反，在Tc0 < Ttarget的情況下，在n0與nH之間有解， 因此，將nO重新設(shè)置為nL。
在S6-6判定算法的結(jié)束條件，不滿足時重復進行S6-3 S6-5。算法 結(jié)束以完成S6-3 S6-5 —定次數(shù)以上的重復、推測溫度Tc和目標溫度 Ttarget的偏差在一定值以下、n0為nH和nL的任一個成立為條件判定即 可。作為控制代碼賦予方法，也可以與本實施例相反，將全部冷卻集管關(guān) 閉狀態(tài)的控制代碼設(shè)定為0，將全部冷卻集管打開狀態(tài)的控制代碼設(shè)定為 40，并與之對應(yīng)賦予。
0050圖7中針對與圖6的S6-4對應(yīng)的溫度推測運算的詳細處理示出 了前半冷卻用控制代碼算出部116的情況。作為溫度推測運算方法，例示 了將鋼板151沿長度方向分割，從軋機157的輸出開始到鋼板尾端通過中 間溫度計156的期間，按固定期間A來增加時間而差分計算鋼板151的冷 卻行動。
在S7-l更新計算時刻，進而根據(jù)在圖6的S6-l生成的速度模式來計 算該時刻的板速Vt。在S7-2中使用算出的板速，計算當前時刻軋機157
23的輸出長度Ln。輸出長度Ln是指壓制結(jié)束從軋機輸出的鋼板長度，可用 式(7)來計算。其中，Ln-l是前計算時刻的輸出長度。 Ln=Ln-l+A Vt … (7)
在S7-3判定運算結(jié)束。當軋機輸出長度Ln比在鋼板151的全長上加 上從軋機157到中間溫度計156的距離的值大時，與一根鋼板對應(yīng)的中間 溫度預測計算全部結(jié)束，從而運算結(jié)束。在運算沒有結(jié)束的情況，在S7-4 進行鋼板的溫度追蹤。即，對于前一時刻的鋼板位置，從Ln和Ln-l的關(guān) 系可知經(jīng)過A時間之后鋼板行進多少，因此，對鋼板的溫度分布進行移動 對應(yīng)的距離的處理。在S7-5中，對在A之間從軋機排出的鋼板151設(shè)定 軋機出口側(cè)溫度。在S7-6，根據(jù)在該時刻在鋼板151的各部位上下部存在 的集管的開閉信息，來判定各部位為水冷還是空冷。水冷的情況下，在 S7-7，按例如式(8)來計算熱傳遞系數(shù)。
hw二9. 72*105* w 0 355*{ ( 2. 5-1. 15*logTw ) *D/ ( pl*pc ) } 0 647 (Tsu-Tw) … (8)
其中，"水量密度，Tw:水溫，D:噴嘴直徑，pl:生產(chǎn)線方向的 噴嘴間距，PC:與生產(chǎn)線垂直方向的噴嘴間距，T'SU:鋼板151的表面溫 度。
式(8)為所謂層流冷卻(laminar cooling)情況的熱傳遞系數(shù)。作 為水冷方法，除此之外有噴霧冷卻等各種方法，并已知有幾個熱傳遞系數(shù) 的計算式。另外，也有雖冷卻方式相同，但作為數(shù)式，通過反應(yīng)最新的實 驗見解等而不同的情況。另一方面，空冷的情況按例如(9)式來計算熱 傳遞系數(shù)。
Hr二o e{ (273+Tsu)/100}4-{ (273+Ta)/100}4/(Tsu-Ta) …
(9)
其中，o:斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)(二4.S8)， e:放射率，Ta:空氣 溫度rC)， Tsu:鋼板151的表面溫度。
對鋼板151的表面和背面按冷卻狀態(tài)來計算式(8)和式(9)所代表 的熱傳遞系數(shù)式，使鋼板表面的熱移動量分別定量化。并且，在S7-9中， 以經(jīng)過A之前的溫度為基礎(chǔ)，通過將A期間的熱量移動進行加減運算而對 鋼板151的各部位溫度進行計算，從而算出軋機157和中間溫度計156之
24間的鋼板溫度分布。其結(jié)果，獲得中間溫度計156安裝位置的鋼板溫度， 并且，將中間溫度計156安裝位置上游側(cè)的鋼板溫度用于下次以后的計算 中。如果在無視鋼板151厚度方向的熱移動的情況下，則可以對鋼板151 長度方向的各部位按式(10)計算。
Tn二Tn-l- (ht+hb) *△/ ( P *C*B) … (10)
其中，Tn:當前板溫，Tn-l: A前的板溫，ht:鋼板表面的熱傳遞系 數(shù)，hb:鋼板背面的熱傳遞系數(shù)，P:鋼板的密度，C:鋼板的比熱，B: 鋼板的厚度。
另外，在需要考慮鋼板151厚度方向熱傳遞的情況下，可通過解熟知 的熱方程式來計算。熱方程式如式(11)所示，將鋼板151沿厚度方向分 割并用計算機對該熱方程式進行差分計算的方法在各種專利文獻中被公 開。
3775t-(;i/(/^C))(3277at2) … (11)
其中，A:熱傳遞率，T:材料溫度。
并且，重復進行S7-6 S7-9，直到S7-10中從軋機157到中間溫度計 156的、生產(chǎn)線內(nèi)的鋼板長度方向所需的計算結(jié)束。另外，重復進行S7-l
57- 10，直到在S7-3判定運算結(jié)束。
圖8針對與S6-4對應(yīng)的溫度推測運算的詳細處理，示出了后半冷卻 用控制代碼算出部117的情況。整體處理與圖7大致相同，但是，圖8的 計算對象為從中間溫度計156設(shè)置位置到巻取機154的鋼板，因此，在S8-5 確定鋼板的中間溫度計156通過部。在其確定部分設(shè)定目標中間溫度，在
58- 6 S8-9中計算從中間溫度計156安裝位置到巻取機154的鋼板溫度。 即，在S8-9中，對鋼板151計算從中間溫度計156到巻取機154的溫度。 另外，在S8-10中，判定在該時刻從中間溫度計156到巻取機154之間所 在的鋼板的計算結(jié)束。
圖9A示出了基于速度模式最佳化的控制代碼變化的一例。在第1次 處理中，由于在各部位針對同一初始值(nL=0， nH=40)處理，因此，如 圖9A所示，在鋼板151的整個區(qū)域更新為20。在第二次處理中，對于控 制代碼20，鋼板151各部位的溫度預測結(jié)果按比Ttarget大或小，而使更 新后的控制代碼不同。如圖9B所示，例示了靠近鋼板速度為低速的鋼板151的前端、后端
部分更新為關(guān)閉集管方向的控制代碼，鋼板速度為高速的鋼板151的中央 部更新為打開集管方向的控制代碼。具體而言，如圖9B的第二次處理所 示，前端部、后端部在第一次處理S6-5中更新為nL-20、 nH=40的結(jié)果， 將控制代碼更新為其平均值即30。另一方面，中央部在第一次處理的S6-5 更新為nL=0、 nH=20的結(jié)果，將控制代碼更新為10。由此，通過對前半 冷卻用控制代碼算出部116和后半冷卻用控制代碼算出部116分別重復圖 6的S6-3 S6-6，而順次更新控制代碼。
圖IO詳細示出了前半冷卻用動態(tài)控制部121的結(jié)構(gòu)和各部分的處理。 前半冷卻用控制代碼算出部116輸出的控制代碼在將鋼板151冷卻控制 中，利用前半冷卻用動態(tài)控制部121實時補正。前半冷卻用動態(tài)控制部121 具備在圖1的說明中描述的中間溫度偏差補正部123、軋機出口側(cè)溫度 偏差補償部124、前半冷卻用速度偏差補償部125、前半冷卻用操作量合 成部126。還具備用于補正量計算的第一影響系數(shù)圖表1001、第二影響 系數(shù)圖表1002、第三影響系數(shù)圖表1003。用前半冷卻用動態(tài)控制部121 的前半冷卻用操作量合成部126算出的鋼板長度方向的每個部位的控制代 碼變化量、和對前半冷卻用控制代碼算出部116輸出的控制代碼進行加法 運算而算出的控制代碼對前半冷卻用集管模式變換部"I輸出。
圖11示出了第一影響系數(shù)圖表1001的結(jié)構(gòu)。在第一影響系數(shù)圖表 1001中儲存有針對控制代碼的變化的中間溫度的變化量^Tm/An (。C)，是 將一個冷卻集管162打開或關(guān)閉時與中間溫度Tm變化量對應(yīng)的數(shù)值。 ,m/An按板厚、板速、前半冷卻用控制代碼而分級別儲存。在圖的示例 中，示出了在板厚為3mm以下、鋼板151的速度為450mpm以下、前半 冷卻用控制代碼為9以下的情況下，(5rm/An) =3.0°C，當打開或關(guān)閉一 個冷卻集管162時，用中間溫度計156測量的中間溫度Tm降低或上升3 。C。
圖12示出了第二影響系數(shù)圖表1002的結(jié)構(gòu)。在第二影響系數(shù)圖表 1002中儲存有針對鋼板速度變化的中間溫度的變化量3rm/3V rC/mpm)， 值是鋼板151的速度增加或減少lmpm時中間溫度Tm的變化量。Wm/dV 按板厚、板速、前半冷卻用控制代碼而分級別儲存。在圖的示例中，示出了在板厚為3mm以下、鋼板151的速度為450mpm以下、控制代碼n為 9以下的情況下，(3rm/3V) =2.2°C，當鋼板151的速度增加或減少lmpm 時，用中間溫度計156測量的中間溫度Tm降低或上升2.2。C。
圖13示出了第三影響系數(shù)圖表1003的結(jié)構(gòu)。在第三影響系數(shù)圖表 1003中儲存有針對軋機出口側(cè)溫度變化的中間溫度的變化量5rm/aTf ，這 是在軋機出口側(cè)溫度計位置的鋼板溫度增加或減少TC時與中間溫度Tm 的變化量對應(yīng)的數(shù)值。3rm/OTf按板厚、板速、前半冷卻用控制代碼而分 級別儲存。在圖的示例中，示出了在板厚為3mm以下、鋼板151的速度 為450mpm以下、控制代碼n為9以下的情況的下，(Wm/JTf ) =0.9°C ， 在軋機出口側(cè)溫度的測量值高或低rC時，用中間溫度計156測量的中間 溫度Tm增加或減少0.9t:。
在圖11 13中，級別項目可以相同地減少，也可以增加軋機出口側(cè)
媳，絲
下面，對中間溫度偏差補正部123的處理進行說明。中間溫度偏差補 正部123按一定周期啟動，檢測中間溫度并進行反饋(FB)控制。中間溫 度偏差補正部123具備中間溫度偏差算出部1004，該中間溫度偏差算出部 1004計算用于抑制測量的中間溫度和目標溫度的偏差大小的合適的前半 冷卻用控制代碼變更量。即，中間溫度偏差算出部1004獲取目標中間溫 度和中間溫度計156的測量值的差，并且，從第一影響系數(shù)圖表1001獲 取與當前狀態(tài)對應(yīng)的該級別的影響系數(shù)(Wm/An)，利用式(12)的運算， 計算控制代碼的變更量。
Anl = Gl*{l/(3rm/An)}*Arm … (12)
其中，Anl:基于中間溫度FB控制的控制代碼變更量，Gl:常數(shù)(中 間溫度FB控制增益)，(5rm/An):從第一影響系數(shù)圖表1101抽出的該級 別的影響系數(shù)，ATm:中間溫度偏差。
另一方面，軋機出口側(cè)溫度偏差補償部124也相同地按一定周期啟動， 并進行軋機出口側(cè)溫度偏差前饋(FF)控制。軋機出口側(cè)溫度偏差補償部 124具備軋機出口側(cè)溫度偏差補正量算出部1005，其對于預置計算時假 設(shè)的軋機出口側(cè)溫度和軋機出口側(cè)溫度計155檢測出的實際溫度的偏差， 計算合適的控制代碼的變更量；適用部位確定部1008，其決定計算結(jié)果適
27用鋼板151的長度方向哪一部位。軋機出口側(cè)溫度偏差補正量算出部1005
獲取調(diào)整計算時假設(shè)的Tf和用軋機出口側(cè)溫度計155測量的Tf的差A Tf。 并且，從第一影響系數(shù)圖表1001和第三影響系數(shù)圖表1003獲取適合當前 冷卻狀態(tài)的級別的影響系數(shù)(3rm/An)、 (3rm/5Tf)，利用式(13)的運
算來計算前半冷卻用控制代碼的變更量。
An2 = G2 (An/S7T)*A7T
=G2*{l/(3rm/An)}'(3rm/37T)*A7T … (13)
其中，An2:基于軋機出口側(cè)溫度偏差FF控制的前半冷卻用控制代 碼變更量，G2:常數(shù)(軋機出口側(cè)溫度FF控制增益)，(^Tm/OTf):從第 三影響系數(shù)圖表1003抽出的該級別的影響系數(shù)，ATf:軋機出口側(cè)溫度 偏差。計算的An2輸出給適用部位確定部1008。
圖14示出了適用部位確定部1008的處理。這里，如圖15所示，對 鋼板151沿長度方向定義分段1501。圖的示例中，從鋼板前端到鋼板后端 定義了n個分段，分別賦予分段序號。即，對鋼板前端的分段賦予l，以 下，對鋼板后端的分段賦予n。
在S14-l中，獲取通過軋機出口側(cè)溫度計155設(shè)置位置正下方的鋼板 的分段序號。將在此獲取的分段序號設(shè)定為i。在進行軋機控制的鋼鐵系 統(tǒng)的控制裝置中，通常計算鋼板151的跟蹤位置信息。g卩，利用軋機157 的輥旋轉(zhuǎn)速度、巻取機154的旋轉(zhuǎn)速度以及詳情省略了的從HMD (Hot Metal Detector)、 CMD (Cold Metal Detector)等位置傳感器等獲取的信號， 對鋼板151的前頭位置(從軋機157的輸出長度)、尾端位置等進行周期 計算。根據(jù)該信息和軋機出口側(cè)溫度計155的安裝位置關(guān)系，可確定正在 通過軋機出口側(cè)溫度計設(shè)置位置的鋼板分段序號。
接著，在S14-2中，獲取軋機出口側(cè)溫度偏差補正量算出部1005的 輸出An2。并且，在S14-3中，將An2登記于S14-l獲取的軋機出口側(cè)溫 度計155設(shè)置位置的分段序號i。以下，將該值稱作(An2) i。
前半冷卻用速度偏差補償部125也同樣地按一定周期啟動，進行速度 偏差前饋控制。前半冷卻用速度偏差補償部125具備速度偏差補正量算 出部1006，其對在預置計算時假設(shè)的該時刻鋼板速度和實際鋼板速度的偏 差來計算合適的前半冷卻用控制代碼的變更量；適用部位確定部1009，其
28決定計算結(jié)果適用鋼板151的長度方向的哪一部位。
速度偏差補正量算出部1006獲取調(diào)整時假設(shè)的鋼板速度和實際速度 的偏差AV，并且，從第一影響系數(shù)圖表1001和第二影響系數(shù)圖表1002 獲取適合當前狀態(tài)的級別的影響系數(shù)(5rm/An )、 ( Wm/W )，利用式(14) 的運算來計算控制代碼的變更量。
An3 = G3*(An/3"*AK
=G3*{l/(3rm/An)}"3rm/3V) AV … (14)
其中，An3:基于板速偏差FF控制的前半冷卻用控制代碼變更量， G3:常數(shù)(板速偏差FF控制增益)，(3rm/AV):從第二影響系數(shù)圖表抽 出的該級別的影響系數(shù)，AV:板速偏差。
計算的An3輸出給適用部位確定部1009。圖16示出了適用部位確定 部1009的處理。在S16-l中，從鋼板151的跟蹤信息獲取位于前半冷卻 裝置170的進入位置和排出位置的鋼板的鋼板分段序號。然后，在S16-2 中，根據(jù)獲取的分段序號決定需要控制代碼補正的段，并算出各段的補正 比。鋼板分段序號i的補正比Ri可利用式(15)計算。
Ri= (i-Il) / (12-11) … (15)
其中，II:前半冷卻裝置排出位置的鋼板分段序號，12:前半冷卻裝
置進入位置的鋼板分段序號。
并且，在S16-3中，獲取速度偏差補正量算出部1006的輸出An3。 在S16-4中，根據(jù)An3和在S16-2算出的補正比Ri，計算各段的控制代碼 補正量，并登記于該段序號。鋼板分段序號i的補正量(An3)i可按式(16)算出。
(An3) i=An3XRi … (16)
下面，對前半冷卻用操作量合成部126的處理進行說明。前半冷卻用
操作量合成部126對Anl、 (An2) i、 (An3) i進行加法運算，并算出各
鋼板分段的操作量。具體而言，用式(17)計算關(guān)于鋼板分段i的前半冷
卻用動態(tài)控制部121的輸出Ndi。
Ndi={Anl+ ( An2) i+ ( An3) i} … (17)
前半冷卻用動態(tài)控制部121輸出各段的Ndi，按照該值，修正前半冷
卻用控制代碼算出部116輸出的控制代碼，并輸出給前半冷卻用集管模式變換部141。
圖17示出了前半冷卻用動態(tài)控制部121補正前半冷卻用控制代碼算 出部116輸出的前半冷卻用控制代碼時的補正結(jié)果。圖中，相對于鋼板部 位500m 520m的前半冷卻用控制代碼被保持，520mm 525m的前半冷 卻用控制代碼從12補正為14。
在本實施例中，將各補正量算出部1004 1006按一定周期啟動，但 是，作為啟動方法，考慮有按鋼板151從軋機157每輸出一定長度的時刻 進行啟動的方法，和在軋機出口側(cè)溫度、中間溫度和鋼板速度產(chǎn)生一定以 上的偏差的時刻進行啟動的方法等各種方法。
圖18詳細表示了后半冷卻用動態(tài)控制部122的結(jié)構(gòu)和各部分的處理。 后半冷卻用控制代碼算出部117輸出的控制代碼在冷卻控制鋼板151過程 中，利用后半冷卻用動態(tài)控制部122實時補正。
后半冷卻用動態(tài)控制部122具備圖1所述的巻取溫度偏差補正部 127、中間溫度偏差補償部128、后半冷卻用速度偏差補償部129和后半冷 卻用操作量合成部130。還具備用于補正量計算時的第四影響系數(shù)圖表 1801、第五影響系數(shù)圖表1802、第六影響系數(shù)圖表1803。用后半冷卻用 動態(tài)控制部122的后半冷卻用操作量合成部130算出的、鋼板長度方向的 每個部位的控制代碼變化量對后半冷卻用集管模式變化部142輸出。
圖19表示第四影響系數(shù)圖表1801的結(jié)構(gòu)。在第四影響系數(shù)圖表1801 中，儲存有相對于控制代碼的變化的巻取溫度的變化量37WAn rC)，其 與將一個冷卻集管162打幵或關(guān)閉時的巻取溫度Tc的變化量對應(yīng)。WcMn 按板厚、板速、前半冷卻用控制代碼而分級別儲存。在圖的示例中，示出 了在板厚為3mm以下、鋼板151的速度為450mpm以下、前半冷卻用控 制代碼為9以下的情況下，(We/An) =4.0°C，當打開或關(guān)閉一個冷卻集 管162時，用巻取溫度計157測量的巻取溫度Tc降低或上升4.0°C。
圖20示出了第五影響系數(shù)圖表1802的結(jié)構(gòu)。在第五影響系數(shù)圖表 1802中，儲存有相對于鋼板速度變化的巻取溫度的變化量3rc/3V (°C /mpm)，該值是鋼板151的速度增加或減少lmpm時巻取溫度Tc的變化 量。3rc/3V按板厚、板速、后半冷卻用控制代碼而分級別儲存。在圖的示 例中，示出了在板厚為3mm以下、鋼板151的速度為450mpm以下、控制代碼n為9以下的情況下，(3Tt/3V) =3.2°C，當鋼板151的速度增加 或減少lmpm時，用巻取溫度計157測量的巻取溫度Tc降低或上升3.2°〇。 圖21示出了第六影響系數(shù)圖表1803的結(jié)構(gòu)。在第六影響系數(shù)圖表 1003中，儲存有相對于中間溫度變化的軋機出口側(cè)溫度的變化量3rc/9Tm ，
這是與中間溫度測量位置的鋼板溫度增加或減少rc時的軋機出口側(cè)溫度
Tc的變化量對應(yīng)的數(shù)值。3Tb/OTm按板厚、板速、后半冷卻用控制代碼而 分級別儲存。在圖的示例中，示出了在板厚為3mm以下、鋼板151的速 度為450mpm以下、控制代碼n為9以下的情況下，(57t/aTm ) =0.9°C ， 中間溫度的測量值高或低TC時，用巻取溫度計157測量的巻取溫度Tc 增加或減少0.9。C。
在圖19 21中，分級別項目可以相同地減少，也可以增加中間溫度等。
下面，對巻取溫度偏差補正部127的處理進行說明。巻取溫度偏差補 正部127按一定周期啟動，檢測巻取溫度并進行反饋(FB)控制。巻取溫 度偏差補正部127具備巻取溫度偏差算出部1804，該巻取溫度偏差算出部 1804對于巻取溫度相對于目標溫度的偏差大小，計算合適的后半冷卻用控 制代碼變更量。巻取溫度偏差補正量算出部1804獲取目標巻取溫度和巻 取溫度計157的測量值的差，并且，從第四影響系數(shù)圖表1801獲取當前 狀態(tài)該級別的影響系數(shù)(5TbMn)，利用式(18)的運算，計算控制代碼 的變更量。
An4二G4"l/(肌Mn)"Arm ... (18)
其中，An4:基于巻取溫度FB控制的后半冷卻用控制代碼變更量， G4:常數(shù)(巻取溫度FB控制增益)，(drcMn):從第四影響系數(shù)圖表抽 出的該級別的影響系數(shù)，ATC:巻取溫度偏差。
另一方面，巻取溫度偏差補償部128也相同地按一定周期啟動，并進 行中間溫度偏差前饋(FF)控制。中間溫度偏差補償部128具備中間溫 度偏差補正量算出部1805，其對于中間溫度的目標值和由中間溫度計155 測量的實際溫度的偏差計算合適的后半冷卻用控制代碼的變更量；適用部 位確定部1008，其決定計算結(jié)果適用鋼板151的長度方向哪一部位。中間 溫度偏差補正量算出部1805獲取中間溫度目標值和用中間溫度計156測量的Tm的差A丁m，并且，從第四影響系數(shù)圖表1801和第六影響系數(shù)圖 表1803獲取適合當前狀態(tài)的級別的影響系數(shù)(37WAn)、 (3rc/5Tm)，利 用式(19)的運算來計算后半冷卻用控制代碼的變更量。
△n5 = G5 ( An/Wm) A!Tm
二G5"l/(肌/An)"(肌/arm)爭Arm … (19)
其中，An5:基于中間溫度偏差FF控制的后半冷卻用控制代碼變更 量，G5:常數(shù)(中間溫度FF控制增益)，(3rc/ATm):從第六影響系數(shù)圖 表抽出的該級別的影響系數(shù)，ATm:軋機出口側(cè)溫度偏差。
計算的An5輸出給適用部位確定部1808。圖22示出了適用部位確定 部1808的處理。同樣地，如圖15所示，鋼板151沿長度方向定義分段1501。 在S22-1中，獲取中間溫度計156設(shè)置位置的分段序號。這里將獲取的分 段序號設(shè)定為i。接著，在S22-2中獲取中間溫度偏差補正量算出部1805 的輸出An5。并且，在S22-3中，將△ n5登錄給在S22-l獲取的中間溫度 計156設(shè)置位置的分段序號i。以下，將該值稱作(An5) i。
后半冷卻用速度偏差補償部129也同樣地按一定周期啟動，進行速度 偏差前饋控制。后半冷卻用速度偏差補償部129具備速度偏差補正量算 出部1806，其對在預置計算時假設(shè)的該時刻鋼板速度和實際鋼板速度的偏 差計算合適的后半冷卻用控制代碼的變更量；適用部位確定部1809，其決 定計算結(jié)果適用鋼板151的長度方向的哪一部位。速度偏差補正量算出部 1806獲取調(diào)整時假設(shè)的鋼板速度和實際速度的偏差AV。并且，從第四影 響系數(shù)圖表1801和第五影響系數(shù)圖表1802獲取適合當前狀態(tài)的級別的影 響系數(shù)(3rc/An)、 (3Tt/^0，利用式(20)的運算來計算控制代碼的變
△n6 = G6*(An/3F)*AK
=G6*{l/(3rc/An)}"3rc/3V).AV … (20)
其中，An6:基于板速偏差FF控制的后半冷卻用控制代碼變更量， G6:常數(shù)(板速偏差FF控制增益)，(3Tb/3r):從第五影響系數(shù)圖表抽 出的該級別的影響系數(shù)，AV:板速偏差。
計算的An6輸出給適用部位確定部1809。圖23示出了適用部位確定 部1809的處理。在S23-l中，從鋼板151的跟蹤信息中，獲取位于后半冷卻裝置171的進入位置和排出位置的鋼板的鋼板分段序號。然后，在
S23-2中，根據(jù)獲取的分段序號決定需要控制代碼補正的段，并算出各段 的補正比。鋼板分段序號i的補正比Ri可利用式(21)計算。 Ri= (i-Il) / (12-11) … (21)
其中，II:后半冷卻裝置排出位置的鋼板分段序號，12:后半冷卻裝 置進入位置的鋼板分段序號。
并且，在S23-3中，獲取速度偏差補正量算出部1806的輸出An6。 在S23-4中，根據(jù)An6和在S23-2算出的補正比，計算各段的控制代碼補 正量，并登記在該段序號。鋼板分段序號i的補正量(An6) i可按式(22)算出。
(An6) i二An6XRi … (22)
下面，對后半冷卻用操作量合成部130的處理進行說明。第二操作量
合成部130對An4、 (An5) i、 (An6) i進行加法運算，并算出各鋼板分
段的操作量。具體而言，將與鋼板分段i相關(guān)的后半冷卻用動態(tài)控制部122
的輸出Ndi按式(23)計算。
Ndi={Anl+ ( An2) i+ ( An3) i} … (23)
后半冷卻用動態(tài)控制部122輸出各段的Ndi，按照該值，修正后半冷
卻用控制代碼算出部117輸出的控制代碼，并輸出給后半冷卻用集管模式
變換部142。
圖24示出了后半冷卻用動態(tài)控制部122補正后半冷卻用控制代碼算 出部117輸出的后半冷卻用控制代碼時的補正結(jié)果。圖中，相對于鋼板部 位500m 510m的后半冷卻用控制代碼被保持，鋼板部位510mm 525m 的后半冷卻用控制代碼從24補正為22。
在本實施例中，將各補正量算出部1804 1806按一定周期啟動，但 是，作為啟動方法，考慮有按鋼板151從軋機157輸出一定長度的每個時 刻進行啟動的方法，和在中間溫度、巻取溫度和鋼板速度產(chǎn)生一定以上的 偏差的時刻進行啟動的方法等各種方法。
圖25示出了進行前半冷卻用集管模式變換部141的算法。在S25-l 中，算出通過冷卻集管正下方的鋼板151距離前端的距離Lh。在S25-2 判定Lh是否比O小，在比O小的情況下，由于鋼板151沒有到達該冷卻集管，因此，跳過處理而進入S25-5。在比0大的情況下，由于鋼板151 到達該冷卻集管，因此，在S25-3抽出與距離Lh對應(yīng)的前半冷卻用控制 代碼。即，對照Lh和圖15的鋼板部位，抽出與Lh對應(yīng)的部位的前半冷 卻用控制代碼。在S25-4中，根據(jù)該部位的前半冷卻用控制代碼，可決定 打開到優(yōu)先等級為幾的冷卻集管，因此，使用該信息和儲存在前半冷卻集 管用優(yōu)先等級圖表402的信息，來決定該冷卻集管的開閉。在S25-5中， 判定針對全部冷卻集管的運算是否結(jié)束，在沒有結(jié)束的情況下重復進行
525- l S25-4的處理，直到結(jié)束。
圖26示出了后半冷卻用集管模式變換部142執(zhí)行的算法。在S26-l 中，算出通過冷卻集管正下方的鋼板151距離前端的距離Lh。在S26-2 判定Lh是否比0小，在比0小的情況下，由于鋼板151沒有到達該冷卻 集管，因此，跳過處理而進入S26-5。在比O大的情況下，由于鋼板151 到達該冷卻集管，因此，在S26-3抽出與距離Lh對應(yīng)的后半冷卻用控制 代碼。S卩，對照Lh和圖15的鋼板部位，抽出與Lh對應(yīng)的部位的后半冷 卻用控制代碼。在S26-4中，根據(jù)該部位的后半冷卻用控制代碼，可決定 打開到優(yōu)先等級為幾的冷卻集管，因此，使用該信息和儲存在后半冷卻集 管用優(yōu)先等級圖表402的信息，來決定該冷卻集管的開閉。在S26-5中， 判定針對全部冷卻集管的運算是否結(jié)束，在沒有結(jié)束的情況下重復進行
526- l S26-4的處理，直到結(jié)束。
在本實施例中，以冷卻集管數(shù)在前半冷卻裝置170、后半冷卻裝置171 中均為40的情況為例進行了說明，但是，根據(jù)設(shè)備可為各種值。實施例2
下面，對實施例2進行說明，實施例2相對于實施例1，在預置運算 進行之后，判定鋼板151在中間溫度是否保持了一定時間，在保持時間不 足的情況下，為確保該保持時間而附加變更速度模式的處理。
圖27示出了在實施例1 (圖l)的巻取溫度控制裝置100中附加中間 溫度保持時間算出部2701和速度模式變更部2702的實施例2。中間溫度 保持時間算出部2701獲取用預置控制部110計算的前半冷卻用控制代碼 和后半冷卻用控制代碼，并從速度模式圖表111獲取該級別的最大速度。 進而，從冷卻集管優(yōu)先等級圖表113獲取該級別的各集管的開放優(yōu)先等級，
34基于這些推測鋼板151在中間溫度保持幾秒。
圖28示出了中間溫度保持時間算出部2701執(zhí)行的處理。在S28-1中， 根據(jù)前半冷卻用控制代碼和前半冷卻裝置170的各冷卻集管的優(yōu)先等級， 確定最接近中間溫度計156的打開集管。在S28-2中，同樣地，根據(jù)后半 冷卻用控制代碼和后半冷卻裝置171的各冷卻集管的優(yōu)先等級，確定最接 近中間溫度計156的打開集管。在S28-3中，從速度模式圖表111抽出與 冷卻中的鋼板151對應(yīng)的級別的最大速度。使用以上信息，在S28-4中， 推測鋼板151在中間溫度保持的時間。保持時間Tk可由式(24)算出。
Tk=L/Vmax … (24)
其中，L:最接近前半冷卻裝置170的中間溫度計156的打開集管和 最接近后半冷卻裝置171的中間溫度計156的打開集管的距離，Vmax: 最大速度。如果保持時間Tk滿足預先設(shè)定的必要保持時間，則在S28-5 結(jié)束處理。在保持時間Tk比必要保持時間小的情況下，向速度模式變更 部2702交接處理，通過使最大速度降低來進行用于滿足保持時間的處理。
圖29示出了用于變更速度模式的一系列處理。在S29-l中，在速度 模式變更部2702中，計算不足保持時間ATk，由式(25)算出補償其不 足的降低速度量△ Vs。不足保持時間A Tk是從必要保持時間減少Tk的值。
AVs=L/ATk … (25)
并且，將最大速度設(shè)定為n "AVs。 n是0 1的常數(shù)。接著，在S29-2 中，啟動預置控制部110進行實施例1的處理，由此，可算出由最大速度 的降低引起的集管模式的變化。在S29-3中，再次啟動中間溫度保持時間 算出部2701，算出鋼板151的中間溫度保持時間。并且，在S29-4中，判 定保持時間是否滿足必要保持時間，并重復進行S29-l S29-3的處理直到 滿足必要保持時間。
在本處理中，當將n設(shè)定為接近l的值時，可以用一次運算滿足在中 間溫度的保持時間，但是，存在最大速度過度降低的情況。另一方面，當 將n設(shè)定為接近O的值時，需要幾次重復S29-l S29-3的處理，但是，能 夠在滿足保持時間的范圍內(nèi)獲得接近最大的速度。考慮上述情況，按計算 時間和計算負荷的制約決定n即可。
在實施例2中，示出了嚴謹考慮伴隨最大速度降低的集管模式變化來進行速度降低處理的示例，但是，通過將n預先設(shè)定為合適的值，省略
S29-l S29-3的反復運算，能夠用一次的再計算完成預置處理。這時，具 有可確定計算時間的最大值的優(yōu)點。實施例3
下面，對本發(fā)明的第三實施例進行說明。實施例3是對前半冷卻用動 態(tài)控制部121的控制結(jié)果給后半冷卻用動態(tài)控制部122的動作帶來的影響 加以限制，使冷卻控制穩(wěn)定的實施例。
圖30示出了在實施例1 (圖1)的巻取溫度控制裝置100中附加了穩(wěn) 定化控制部3001的實施例3。本實施例中新設(shè)置的穩(wěn)定化控制部3001在 前半冷卻用動態(tài)控制部121的前半冷卻用操作量合成部126具有的信號 中，獲取穩(wěn)定化處理所必須的信號，將進行穩(wěn)定化控制運算的結(jié)果輸出給 后半冷卻用動態(tài)控制部122。作為穩(wěn)定化處理有各種考慮，但是，在本實 施例中，例示了中間溫度利用相對于前半冷卻用動態(tài)控制部121的速度偏 差補償運算的冷卻集管162的響應(yīng)延遲來進行過渡動作，從而防止后半冷 卻用動態(tài)控制部122的中間溫度偏差補償部的輸出不穩(wěn)定。
圖31示出了穩(wěn)定化控制部3001的動作。在S31-1中，推測與速度變 化A V對應(yīng)的中間溫度的變化量A Tms。 A Tms可根據(jù)A V和從第二影響 系數(shù)圖表1002抽出的該級別的(arm/3V)按式(26)算出。
ATms=(阪/3V) AV … (26)
在S31-2中將ATms輸出給后半冷卻用動態(tài)控制部122。根據(jù)式(26)， 預測由于速度變化而使中間溫度變化ATms,但是，該溫度變化會被前半 冷卻用速度偏差補償部125抑制。
另一方面，從開閉冷卻集管162至鋼板表面的狀態(tài)變化，由于冷卻集 管的響應(yīng)延遲等，通常需要2秒左右。因此，也有過渡觀測與速度變化對 應(yīng)的中間溫度的變化的情況，但是，當后半冷卻用動態(tài)控制部122的中間 溫度偏差補償部128與之對應(yīng)地動作時，冷卻集管在短時間開閉而使冷卻 控制不穩(wěn)定。中間溫度偏差補償部128獲取ATms，在從速度變化到在中 間溫度觀測由前半冷卻用速度偏差補償部125進行的集管操作的效果為止 的一定時間Atl的期間，進行抑制相當于ATms以內(nèi)的溫度偏差的集管修 正量的處理。具體而言，利用式(27)，根據(jù)現(xiàn)狀對0 ATms的溫度變化設(shè)定靜區(qū)， 不進行與之對應(yīng)的集管修正。
△n5 = An5* + G5 (An /衡)* Arm*
=An5*+G5 {l/(3rc/An)}*(3rc/3Tm)*ATm* … (27)
其中，An5*:由速度變化之前的中間溫度偏差FF控制實現(xiàn)的后半冷 卻用控制代碼變更量，ATm':速度變化之前的中間溫度和控制時刻的中 間溫度的偏差，ATm"PTm'成下式的關(guān)系。
△ Tm*=0 (0< ATm， < ATms時)
△ Tm*= A Tm，-A Tms ( △ Tms< △ Tm，日寸)
△ Tm*=ATm， (ATm，《0日寸)
式(27)是(XATms (速度增加的情況)的一例，但是，ATms<0 (速度降低的情況)的情況也可類似處理。
從速度變化經(jīng)過Atl之后，解除式(27)的處理，返回式(19)所示 的通常的中間溫度偏差補償部128的處理。作為冷卻控制穩(wěn)定化處理，此 外在中間溫度與目標值有偏差的情況，也考慮抑制中間溫度偏差補償部 128的動作至中間溫度偏差補償部123使中間溫度穩(wěn)定化的方法等各種方 法。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于在熱軋生產(chǎn)線的冷卻控制中的需要控制中間溫 度的高級鋼板的冷卻控制。
權(quán)利要求
1. 一種卷取溫度控制裝置，其將用熱軋機軋制的鋼板用在熱軋機出口側(cè)配置的冷卻裝置冷卻，除用卷取機卷取鋼板之前的卷取溫度之外，還要將鋼板通過冷卻裝置的預先設(shè)定的中間位置時的中間溫度控制在規(guī)定的目標溫度，其特征在于，具備板溫推測模型，其根據(jù)在所述熱軋機和所述中間位置之間的冷卻裝置設(shè)置的冷卻集管的開閉組合、即前半冷卻用集管模式的信息來推測鋼板的中間溫度，并根據(jù)在所述中間位置和卷取機之間的冷卻裝置設(shè)置的冷卻集管的開閉組合、即后半冷卻用集管模式的信息來推測鋼板的卷取溫度；預置控制部，其在冷卻控制之前，使用所述板溫推測模型來推測中間溫度和卷取溫度，并利用推測結(jié)果算出用于實現(xiàn)目標中間溫度的前半冷卻用集管模式和用于實現(xiàn)目標卷取溫度的后半冷卻用集管模式；前半冷卻用動態(tài)控制部，其觀測冷卻控制中的鋼板狀態(tài)，算出用于使觀測的中間溫度與目標中間溫度一致的所述前半冷卻用集管模式的變更量并將其輸出；后半冷卻用動態(tài)控制部，其觀測冷卻控制中的鋼板狀態(tài)，算出用于使觀測的卷取溫度與目標卷取溫度一致的所述后半冷卻用集管模式的變更量并將其輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述前半冷卻用動態(tài)控制部具備中間溫度偏差補正部，其算出前半冷卻用集管模式的變更量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的中間溫度的偏差；軋機出口側(cè)溫度偏差補償部，其算出前半冷卻用集管模式的變更量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償在預置控制時假設(shè)的鋼板的熱軋機出口側(cè)溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的熱軋機出口側(cè)溫度的偏差；前半冷卻用速度偏差補償部，其算出前半冷卻用集管模式的變更量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差；前半冷卻用操作量合成部，其將所述中間溫度偏差補正部、所述軋機出口側(cè)溫度偏差補償部、所述前半冷卻用速度偏差補償部的輸出按照鋼板長度方向的每個部位進行合成，從而算出前半冷卻用集管模式的變更量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述后半冷卻用動態(tài)控制部具備巻取溫度偏差補正部，其算出后半冷卻用集管模式的變更量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償目標巻取溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的巻取溫度的偏差；中間溫度偏差補償部，其算出后半冷卻用集管模式的變更量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的中間溫度的偏差；后半冷卻用速度偏差補償部，其算出后半冷卻用集管模式的變更量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差；后半冷卻用操作量合成部，其將所述巻取溫度偏差補正部、所述中間溫度偏差補償部、所述后半冷卻用速度偏差補償部的輸出按照鋼板長度方向的每個部位進行合成，從而算出后半冷卻用集管模式的變更量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述預置控制部包括前半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表，其儲存設(shè)于熱軋機和所述中間位置之間的冷卻集管的開放順序的優(yōu)先關(guān)系；后半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表，其儲存從所述中間位置到巻取機之間配置的冷卻集管的開放順序的優(yōu)先關(guān)系；前半冷卻用控制代碼算出部，其使所述前半冷卻用集管模式與使用所述前半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表的信息而生成的控制代碼對應(yīng)，然后使用所述板溫推測模型來推測中間溫度，利用推測結(jié)果算出用于實現(xiàn)目標中間溫度的控制代碼并將其輸出；后半冷卻用控制代碼算出部，其使所述后半冷卻用集管模式與使用所述后半冷卻集管用優(yōu)先等級圖表的信息而生成的控制代碼對應(yīng)，然后使用所述板溫推測模型來推測巻取溫度，利用推測結(jié)果算出用于實現(xiàn)目標巻取溫度的控制代碼并將其輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述控制代碼將全部集管打開狀態(tài)設(shè)為最大值，將全部集管關(guān)閉狀態(tài)設(shè)為最小值，伴隨控制代碼的增加，所述中間溫度或所述巻取溫度以單調(diào)減少的方式與之對應(yīng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述控制代碼將全部集管打開狀態(tài)設(shè)為最小值，將全部集管關(guān)閉狀態(tài)設(shè)為最大值，伴隨控制代碼的增加，所述中間溫度或所述巻取溫度以單調(diào)增加的方式與之對應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述前半冷卻用動態(tài)控制部具備中間溫度偏差補正部，其算出前半冷卻用集管模式的變更量作為控制代碼的修正量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的中間溫度的偏差；軋機出口側(cè)溫度偏差補償部，其算出前半冷卻用集管模式的變更量來作為所述控制代碼的修正量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償在預置控制時假設(shè)的鋼板的熱軋機出口側(cè)溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的熱軋機出口側(cè)溫度的偏差；前半冷卻用速度偏差補償部，其算出前半冷卻用集管模式的變更量來作為所述控制代碼的修正量，所述前半冷卻用集管模式的變更量用于補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差；前半冷卻用操作量合成部，其將所述中間溫度偏差補正部、所述軋機出口側(cè)溫度偏差補償部、所述前半冷卻用速度偏差補償部的輸出按照鋼板長度方向的每個部位進行合成，從而算出控制代碼的修正量，所述巻取溫度控制部包括前半冷卻用集管模式變換部，所述前半冷卻用集管模式變換部在識別各集管正下方的鋼板長度方向的部位之后，將所述前半冷卻用控制代碼算出部對應(yīng)鋼板長度方向的各部位算出并輸出的前半冷卻用控制代碼利用所述前半冷卻用動態(tài)控制部輸出的控制代碼進行修正，并將修正的結(jié)果變換為前半冷卻用集管模式而向冷卻裝置輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，所述后半冷卻用動態(tài)控制部具備巻取溫度偏差補正部，其算出后半冷卻用集管模式的變更量來作為控 制代碼的修正量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償目標巻取溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的巻取溫度的偏差；中間溫度偏差補償部，其算出后半冷卻用集管模式的變更量來作為控 制代碼的修正量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板測量出的所述中間位置的溫度的偏差；后半冷卻用速度偏差補償部，其算出后半冷卻用集管模式的變更量來 作為控制代碼的修正量，所述后半冷卻用集管模式的變更量用于補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差；后半冷卻用操作量合成部，其將所述巻取溫度偏差補正部、所述中間 溫度偏差補償部、所述后半冷卻用速度偏差補償部的輸出按照鋼板長度方 向的每個部位進行合成，從而算出控制代碼的修正量，所述巻取溫度控制部包括后半冷卻用集管模式變換部，所述后半冷卻 用集管模式變換部在識別各集管正下方的鋼板長度方向的部位之后，將所 述后半冷卻用控制代碼算出部對應(yīng)鋼板長度方向的各部位算出并輸出的 后半冷卻用控制代碼利用所述后半冷卻用動態(tài)控制部輸出的控制代碼進 行修正，并將修正的結(jié)果變換為后半冷卻用集管模式而向冷卻裝置輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于， 所述前半冷卻用動態(tài)控制部具備第一影響系數(shù)圖表，其儲存所述控制代碼的變化對中間溫度的影響；第二影響系數(shù)圖表，其儲存所述熱軋機 的出口側(cè)溫度變化對中間溫度的影響；第三影響系數(shù)圖表，其儲存所述鋼 板的速度變化對中間溫度的影響，所述中間溫度偏差補正部根據(jù)目標中間溫度與在冷卻控制中的鋼板 測量出的中間溫度的偏差、和從第一影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)，算出所述 前半冷卻用控制代碼的修正量，所述冷卻前溫度偏差補償部根據(jù)在預置控制時假設(shè)的鋼板的熱軋機 出口側(cè)溫度與在冷卻控制中的鋼板測量出的熱軋機出口側(cè)溫度的偏差、從 第一影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)和從第二影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)，算出前半冷卻用所述控制代碼的修正量，所述前半冷卻用速度偏差補償部根據(jù)在預置控制時假設(shè)的鋼板速度 與冷卻控制中的鋼板速度的偏差、從第一影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)和從第 三影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)，算出所述前半冷卻用控制代碼的修正量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于， 所述后半冷卻用動態(tài)控制部具備第四影響系數(shù)圖表，其儲存所述控制代碼的變化對巻取溫度的影響；第五影響系數(shù)圖表，其儲存所述中間位置的溫度相對于目標中間溫度的變化對巻取溫度的影響；第六影響系數(shù)圖 表，其儲存所述鋼板的速度變化對巻取溫度的影響，所述巻取溫度偏差補正部根據(jù)目標巻取溫度與從冷卻控制中的鋼板 檢測出的巻取溫度的偏差、和從第四影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)，算出所述 控制代碼的修正量，所述中間溫度偏差補償部根據(jù)在預置控制時假設(shè)的鋼板的冷卻前溫 度與從冷卻控制中的鋼板檢測出的冷卻前溫度的偏差、從第四影響系數(shù)圖 表獲取的系數(shù)和從第五影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)，算出所述控制代碼的修所述后半冷卻用速度偏差補償部根據(jù)在預置控制時假設(shè)的鋼板速度 與冷卻控制中的鋼板速度的偏差、從第四影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)和從第 五影響系數(shù)圖表獲取的系數(shù)，算出所述控制代碼的修正量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，具備中間溫度保持時間算出部，其根據(jù)從所述預置控制部輸出的所述前半冷卻用集管模式和所述后半冷卻用集管模式來確定所述中間位置 附近的空冷范圍，并根據(jù)確定的空冷范圍和鋼板速度算出在中間溫度保持鋼板的時間；速度模式變更部，其在算出的中間溫度保持時間不滿足規(guī)定 的必要保持時間時，進行使鋼板的最大速度降低的處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，具備穩(wěn)定化控制部，其獲取所述前半冷卻用動態(tài)控制部算出的前半冷卻用集管模式的變更量，從前半冷卻用控制代碼的補正量變化的時刻開 始，在由于冷卻集管的響應(yīng)延遲而使所述前半冷卻用動態(tài)控制部不能抑制 中間溫度變化的期間，通過對中間溫度變化量設(shè)定靜區(qū)，使后半冷卻用動態(tài)控制部的輸出穩(wěn)定。
13. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻取溫度控制裝置，其特征在于，具備穩(wěn)定化控制部，其獲取所述前半冷卻用動態(tài)控制部算出的前半 冷卻用控制代碼的補正量，從前半冷卻用控制代碼的補正量變化的時刻開 始，在由于冷卻集管的響應(yīng)延遲而使所述前半冷卻用動態(tài)控制部不能抑制 中間溫度變化的期間，通過對中間溫度變化量設(shè)定靜區(qū)，使后半冷卻用動 態(tài)控制部的輸出穩(wěn)定。
14. 一種巻取溫度控制方法，其將用熱軋機軋制的鋼板用在熱軋機出 口側(cè)配置的冷卻裝置冷卻，除用巻取機巻取鋼板之前的巻取溫度之外，還 要將通過冷卻裝置的預先設(shè)定的中間位置時的鋼板溫度控制在規(guī)定的目 標溫度，其特征在于，根據(jù)對在熱軋機和所述中間位置之間的冷卻裝置設(shè)置的冷卻集管的 開閉組合、即前半冷卻用集管模式進行決定的信息來推測鋼板的中間溫 度，并根據(jù)在所述中間位置和巻取機之間的冷卻裝置設(shè)置的冷卻集管的開 閉組合、即后半冷卻用集管模式的信息來推測鋼板的巻取溫度，利用推測 結(jié)果決定用于實現(xiàn)目標中間溫度的前半冷卻用集管模式和用于實現(xiàn)目標 巻取溫度的后半冷卻用集管模式，觀測冷卻控制中的鋼板狀態(tài)，為了消除目標中間溫度和從冷卻控制中的鋼板檢測出的中間溫度的 偏差而補正所述前半冷卻用集管模式，為了補償預置控制時假設(shè)的熱軋機 出口側(cè)的鋼板溫度和從鋼板測量的溫度的偏差而補正所述前半冷卻用集 管模式，為了補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度與實際的鋼板速度的偏差對 中間溫度的影響而補正所述前半冷卻用集管模式，為了消除目標巻取溫度和從冷卻控制中的鋼板檢測出的巻取溫度的 偏差而補正所述后半冷卻用集管模式，為了補償鋼板的中間溫度的目標值 與從鋼板測量的中間溫度的偏差對巻取溫度的影響而補正所述后半冷卻 用集管模式，為了補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度與實際的鋼板速度的偏 差對巻取溫度的影響而補正所述后半冷卻用集管模式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的巻取溫度控制方法，其特征在于，對設(shè)于熱軋機與所述中間位置之間的冷卻裝置的前半冷卻用集管的開放順序和設(shè)于所述中間位置與所述巻取機之間的冷卻裝置的后半冷卻 用集管的開放順序分別賦予優(yōu)先等級，使前半冷卻用集管的開閉組合即前半冷卻用集管模式與使用賦予所 述前半冷卻用集管的優(yōu)先等級的信息而生成的前半控制用控制代碼對應(yīng)， 然后根據(jù)所述前半控制用控制代碼和與鋼板速度相關(guān)的信息，使用板溫推 測模型來推測鋼板的中間溫度，并利用推測結(jié)果，決定用于實現(xiàn)目標中間 溫度的前半冷卻用控制代碼，使后半冷卻用集管的開閉組合即后半冷卻用集管模式與使用賦予所 述后半冷卻用集管的優(yōu)先等級的信息而生成的后半控制用控制代碼對應(yīng)， 然后根據(jù)所述后半控制用控制代碼和與鋼板速度相關(guān)的信息，使用板溫推 測模型來推測鋼板的巻取溫度，并利用推測結(jié)果，決定用于實現(xiàn)目標巻取 溫度的后半冷卻用控制代碼。在冷卻控制中，算出用于消除目標中間溫度和從鋼板檢測出的中間溫度的偏差的集 管的開閉來作為所述前半冷卻用控制代碼的補正量，算出用于補償預置控 制時假設(shè)的熱軋機出口側(cè)的鋼板溫度和從鋼板測量的溫度的偏差的集管 的開閉來作為所述前半冷卻用控制代碼的補正量，算出用于補償預置控制 時假設(shè)的鋼板速度與實際的鋼板速度的偏差對中間溫度的影響的集管的 開閉來作為所述前半冷卻用控制代碼的補正量，算出用于消除目標巻取溫度和從冷卻控制中的鋼板檢測出的巻取溫 度的偏差的集管的開閉來作為所述后半冷卻用控制代碼的補正量，算出用 于補償鋼板的中間溫度的目標值與從鋼板測量的中間溫度的偏差對巻取 溫度的影響的集管的開閉來作為所述后半冷卻用控制代碼的補正量，算出 用于補償預置控制時假設(shè)的鋼板速度與實際的鋼板速度的偏差對巻取溫 度的影響的集管的開閉來作為所述后半冷卻用控制代碼的補正量，基于算出的前半冷卻用控制代碼的補正量的總和對在鋼板的冷卻控 制之前決定的所述前半冷卻用控制代碼進行補正，并將補正后的值變換為 前半冷卻用集管模式而輸出給冷卻裝置，并且，基于算出的后半冷卻用控 制代碼的補正量的總和對所述后半冷卻用控制代碼進行補正，并將補正后 的值變換為后半冷卻用集管模式而輸出給冷卻裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的巻取溫度控制方法，其特征在于，在巻取溫度控制方法中，將用熱軋機軋制的鋼板用在該熱軋機出口側(cè) 配置的冷卻裝置冷卻，除用巻取機巻取之前的鋼板溫度之外，還要將通過 冷卻裝置的預先設(shè)定的中間位置時的鋼板溫度控制在規(guī)定的目標溫度，在鋼板的冷卻控制之前，根據(jù)對在熱軋機和所述中間位置之間的冷卻 裝置設(shè)置的冷卻集管的開閉組合即前半冷卻用集管模式進行決定的信息 來推測鋼板的中間溫度，根據(jù)對在所述中間位置和巻取機之間的冷卻裝置 設(shè)置的冷卻集管的開閉組合即后半冷卻用集管模式進行決定的信息來推 測鋼板的巻取溫度，并利用推測結(jié)果，算出用于實現(xiàn)目標中間溫度的前半 冷卻用集管模式和用于實現(xiàn)目標巻取溫度的后半冷卻用集管模式，在冷卻控制中，在測量鋼板的中間位置的溫度之后算出與目標中間溫 度的偏差，為消除該偏差而補正所述前半冷卻用集管模式，為了消除所述 偏差給巻取溫度帶來的影響而補正所述后半冷卻用集管模式。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的巻取溫度控制方法，其特征在于， 決定用于實現(xiàn)目標中間溫度和目標巻取溫度的集管模式，根據(jù)該集管模式確定所述中間位置附近的空冷范圍，然后判定中間溫度保持時間是否 滿足必要保持時間，當所述中間溫度保持時間不滿足必要保持時間時，降 低鋼板的最大速度，然后再次決定用于實現(xiàn)目標中間溫度和目標巻取溫度 的集管模式，基于再次確定的集管模式，判定中間溫度保持時間是否滿足 必要保持時間，當不滿足時，降低鋼板的最大速度，然后再次決定用于實 現(xiàn)目標中間溫度和目標巻取溫度的集管模式，重復該操作，直到中間溫度 保持時間滿足必要保持時間。
18. —種巻取溫度控制方法，其將用熱軋機軋制的鋼板用在該熱軋機 出口側(cè)配置的冷卻裝置進行冷卻，除用巻取機巻取之前的鋼板溫度之外， 還要將通過冷卻裝置的預先設(shè)定的中間位置時的鋼板溫度控制在規(guī)定的 目標溫度，其特征在于，在鋼板的冷卻控制之前，根據(jù)作為冷卻集管的開閉組合的集管模式、 與鋼板速度相關(guān)的信息以及軋鋼機出口側(cè)的鋼板溫度的推測值，利用板溫 推測模型推測鋼板在所述中間位置的中間溫度，并利用推測結(jié)果決定用于 實現(xiàn)目標中間溫度的前半冷卻用集管模式，使所述中間溫度的推測值與目標中間溫度一致，然后根據(jù)所述集管模 式、與鋼板速度相關(guān)的信息以及中間溫度的推測值，利用板溫推測模型推 測鋼板的巻取溫度，并利用推測結(jié)果決定用于實現(xiàn)目標巻取溫度的后半冷 卻用集管模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的巻取溫度控制方法，其特征在于， 通過獲取所述前半冷卻用集管模式而識別所述前半冷卻用集管模式 已被補正，從補正時刻開始，在由于冷卻集管的響應(yīng)延遲而不能抑制中間 溫度變化的期間，對測量的中間溫度的變化量設(shè)定靜區(qū)，在通過所述前半 冷卻用集管模式的補正而抑制中間溫度變化之后，解除所述靜區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種卷取溫度控制裝置，其使卷取溫度和中間溫度遵守中間溫度保持時間，并以高精度進行控制。其具備預置控制部，其隔著中間溫度計，分別算出上游冷卻設(shè)備和下游冷卻設(shè)備的集管模式。另外，具備中間溫度保持時間算出部和速度模式變更部，將遵守中間溫度保持時間作為預置控制的制約條件而進行處理，由此進行使中間溫度保持時間充足的預置控制。另外，具備前半冷卻用動態(tài)控制部和后半冷卻用動態(tài)控制部，在冷卻控制中適當使用三個溫度計(軋機出口側(cè)溫度計、中間溫度計、卷取溫度計)的檢測溫度和鋼板速度，使對中間溫度和卷取溫度的干擾影響最小。還具備穩(wěn)定化控制部，其用于抑制前半冷卻用動態(tài)控制部的輸出使后半冷卻不穩(wěn)定的情況。
文檔編號B21B37/74GK101462126SQ200810186089
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者山根雅智, 栗林健, 竹野耕一, 鹿山昌宏 申請人:株式會社日立制作所;三菱日立制鐵機械株式會社