專利名稱：卷繞溫度控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋生產(chǎn)線的巻繞溫度裝置及其控制方法，尤其涉及在鋼板速度急劇變化的斯特格爾軋機(jī)中，以使巻繞溫度與目標(biāo)溫度一致的合適的巻繞溫度控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
作為進(jìn)行熱軋生產(chǎn)線的鋼板的巻繞溫度控制的現(xiàn)有方法，例如，在專利文獻(xiàn)1中例示了，在鋼板的速度變更時(shí)，以變動(dòng)前的注水量乘以加速度或減速度的簡(jiǎn)易計(jì)算，計(jì)算出頭部(header)水量并設(shè)定的控制方法。
專利文獻(xiàn)1 :特開平8-252625號(hào)公報(bào) 在專利文獻(xiàn)1的方法中，對(duì)于速度變化，能夠通過重新計(jì)算頭部水量而對(duì)應(yīng)。但是，在重新計(jì)算后測(cè)量的巻繞溫度與目標(biāo)溫度不同的情況下，如何變更頭部水量并未表示。通常，伴隨目標(biāo)溫度與測(cè)量的巻繞溫度的偏差，并行進(jìn)行使頭部水量或開閉的頭部根數(shù)增減的反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)巻繞溫度精度的提高。 在鋼板的速度變化比較平緩的串列式軋機(jī)中，此種控制方式多較好地進(jìn)行。但是在鋼板速度被驟加速及驟減速的斯特格爾軋機(jī)中，由于難以精度良好地計(jì)算出消除速度變化的影響的頭部水量，其結(jié)果，巻繞溫度多非恒定地變化。如欲以通常的反饋控制消除此種非恒定產(chǎn)生的偏差，只有以低增益穩(wěn)定地控制，但存在至消除偏差的經(jīng)過時(shí)間變大的問題。另一方面，以高增益控制的控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定，根據(jù)情況存在導(dǎo)致振蕩的問題。專利文獻(xiàn)1中，伴隨此種急劇的速度變化的情況下，對(duì)于如何可取得高精度的巻繞溫度則沒有表示。
此外，作為操作端的頭部與巻繞溫度計(jì)之間通常具有10m左右的距離，因此，反饋控制的響應(yīng)依賴于鋼板速度。因此，在以足夠高速的恒定速度軋制鋼板時(shí)，能夠無障礙地保證反饋控制機(jī)會(huì)，但在低速軋制時(shí)，反饋控制的機(jī)會(huì)少，從而存在只能進(jìn)行響應(yīng)性低的反饋控制的問題。 從而，本發(fā)明欲解決的問題為即使在有可能由于驟加減速，鋼板速度非恒定地變化，由此影響巻繞溫度非恒定變化的情況下，穩(wěn)定且快響應(yīng)地控制巻繞溫度。此外，即使鋼板在被低速軋制時(shí)，通過控制方式的合適的切換而不使控制精度降低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的課題，本發(fā)明的巻繞溫度控制裝置為以配置在熱軋機(jī)的送出側(cè)的冷卻裝置冷卻由該熱軋機(jī)軋制的鋼板，并將由地下巻取機(jī)巻繞前的鋼板的溫度控制在規(guī)定的目標(biāo)溫度，所述巻繞溫度控制裝置的特征在于，具備板溫度推定模型，其用于推定鋼板的巻繞溫度；預(yù)置控制單元，其在冷卻之前，由與目標(biāo)巻繞溫度和鋼板的速度相關(guān)的信息，使用所述板溫度推定模型推定巻繞溫度，并使用推定結(jié)果，計(jì)算及輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)巻繞溫度的向冷卻裝置發(fā)出的控制指令；動(dòng)態(tài)控制單元，其觀測(cè)冷卻控制中的鋼板的巻繞溫度，并由觀測(cè)結(jié)果與目標(biāo)巻繞溫度的偏差，計(jì)算及輸出控制指令的修正量，進(jìn)而，所述動(dòng)態(tài)控制單元具備第一修正單元，其由與所述偏差對(duì)應(yīng)地計(jì)算出的控制指令的修正量和動(dòng)態(tài)控制單元現(xiàn)在輸出的控制指令的修正量，計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量；第二修正單元，其將由與該偏差對(duì)應(yīng)地計(jì)算出的控制指令的修正量與動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的控制指令的修正量直接對(duì)應(yīng)并輸出；操作量切換單元，其取得所述鋼板的速度，并根據(jù)鋼板速度，選擇第一修正單元的輸出和第二修正單元的輸出中的任一個(gè)，從而確定動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量。
(發(fā)明效果) 根據(jù)本發(fā)明，在熱軋的巻繞冷卻中，即使冷卻控制中鋼板的速度急劇加速或減速，通過高響應(yīng)地控制其影響，能夠高精度地控制鋼板的長(zhǎng)度方向上的巻繞溫度。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示斯特格爾軋機(jī)的說明圖。 圖3是表示目標(biāo)巻繞溫度表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖4是表示速度模式表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖5是表示速度模式的一例的說明圖。 圖6是表示冷卻頭部?jī)?yōu)先順序表的結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖7是頭部開閉模式與控制碼的對(duì)應(yīng)例的說明圖。 圖8是表示基于模型預(yù)置機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖9是表示巻繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算的詳細(xì)處理的流程圖。 圖10是冷卻頭部開閉模式與控制碼的對(duì)應(yīng)表的說明圖。 圖11是鋼板部位與控制碼的對(duì)應(yīng)表的說明圖。 圖12是校平處理的說明圖。 圖13是動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。 圖14是影響系數(shù)表的說明圖。 圖15是表示第一啟動(dòng)時(shí)刻生成機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖16是表示實(shí)施例1的操作量切換機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖17是操作量切換機(jī)構(gòu)著眼于鋼板速度，切換修正機(jī)構(gòu)的示意圖。 圖18是在鋼板長(zhǎng)度方向上定義的部分的說明圖。 圖19是表示頭部模式變換機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖20是表示實(shí)施例2的操作量切換機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖21是表示實(shí)施例3的操作量切換機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖22是表示動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)的其他的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 圖23是操作量合成機(jī)構(gòu)著眼于鋼板速度，切換/合成修正機(jī)構(gòu)的示意圖。 圖24是表示操作量合成機(jī)構(gòu)的處理的流程圖。 圖25是遠(yuǎn)程服務(wù)控制模型的調(diào)整的結(jié)構(gòu)圖。
圖中，100-控制裝置；lll-基于模型預(yù)置機(jī)構(gòu)；112-校平機(jī)構(gòu)；114_目標(biāo)巻繞溫度表；115-速度模式表；116-冷卻頭部?jī)?yōu)先順序表；117-板溫度推定模型；120_動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)；121-巻繞溫度偏差修正機(jī)構(gòu)；122-第一修正機(jī)構(gòu)；123-第二修正機(jī)構(gòu)；124_影響系數(shù)表；125-操作量切換機(jī)構(gòu)；130-頭部模式變換機(jī)構(gòu)；150-控制對(duì)象；160_斯特格爾軋機(jī)；170-巻繞冷卻裝置；180-地下巻取機(jī)。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式主要以斯特格爾軋機(jī)為對(duì)象，參照?qǐng)D面詳細(xì)地進(jìn)行說明。 如圖1所示，本發(fā)明的巻繞溫度控制裝置100具備預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110和動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120。預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110將目標(biāo)巻繞溫度和鋼板的速度模式與冷卻裝置的優(yōu)先順序設(shè)為輸入信息，并設(shè)有使用板溫度推定模型117，計(jì)算出與實(shí)現(xiàn)期望的巻繞溫度的冷卻裝置的指令值對(duì)應(yīng)的控制碼的基于模型預(yù)置(model-based preset)機(jī)構(gòu)111。動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120設(shè)有巻繞溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121，其將用于補(bǔ)償目標(biāo)巻繞溫度與冷卻控制中由鋼板檢測(cè)的巻繞溫度的偏差的頭部的開閉作為控制碼的修正量計(jì)算。在巻繞溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121中具有由巻繞溫度的偏差與現(xiàn)在的修正量計(jì)算并輸出下次的修正量的第一修正機(jī)構(gòu)122 ;和由巻繞溫度的偏差計(jì)算并輸出下次的修正量的第二修正機(jī)構(gòu)123。此外具有以鋼板的速度變化為指針，切換第一修正機(jī)構(gòu)122與第二修正機(jī)構(gòu)123的輸出的操作量切換機(jī)構(gòu)125。此外還具備頭部模式變換機(jī)構(gòu)130，其按鋼板長(zhǎng)度方向的各部位，以動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120輸出的控制碼修正基于模型預(yù)置機(jī)構(gòu)111輸出的控制碼，從而計(jì)算出最終的控制碼，并將其變換為冷卻裝置的輸出模式。 由此，在熱軋后的鋼板的巻繞控制中，在鋼板長(zhǎng)度方向的任意部位都可得到高精度的巻繞溫度。其結(jié)果，能夠使鋼板的組成品質(zhì)提高，同時(shí)能夠得到接近平坦的鋼板形狀。
(實(shí)施例l) 圖1表示本發(fā)明的實(shí)施例。巻繞溫度控制裝置100接收來自控制對(duì)象150的各種信號(hào)，并向控制對(duì)象150輸出控制信號(hào)。首先說明控制對(duì)象150的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，控制對(duì)象150為熱軋的斯特格爾軋制生產(chǎn)線。大體上包括對(duì)鋼板151實(shí)施軋制的斯特格爾軋機(jī)160、將軋制后的900°C IOO(TC的鋼板冷卻到規(guī)定的溫度的巻繞冷卻裝置170、巻繞鋼板形成巻材的地下巻取機(jī)(down coiler) 180。斯特格爾軋機(jī)160對(duì)于經(jīng)過事先將板坯軋制到25mm 30mm左右的厚度的粗軋制送來的粗型材，以軋制架(stand) 161實(shí)施反復(fù)軋制，并軋制到目標(biāo)厚度。圖1表示進(jìn)行最終軋制同時(shí)從軋制架161支出的鋼板151被巻繞冷卻裝置170冷卻，并被地下巻取機(jī)180巻繞的情況。 圖2表示最終軋制前的軋制中的情況。軋制中以張緊輥164、 165支撐鋼板151，并以爐巻取機(jī)162、 163巻出，進(jìn)行巻繞，同時(shí)以軋制架161具備的工件輥201、備用輥202逐漸使鋼板151變薄。軋制次數(shù)在目標(biāo)板厚厚的情況下為3次，薄的情況下為7次，中間的目標(biāo)板厚的情況下為5次。 在巻繞冷卻裝置170中，具備從上側(cè)水冷鋼板151的上部冷卻裝置171和從下側(cè)水冷鋼板151的下部冷卻裝置172。各冷卻裝置分別具備多個(gè)觸排(bank)173，其組合有一定根數(shù)的排出水的冷卻頭部174。在上部冷卻裝置171中適用疊片方式，另一方面，在下部冷卻裝置172中適用噴射方式的冷卻的情況較多，但也可適用其他的冷卻方式。巻繞溫度計(jì)175測(cè)量以地下巻取機(jī)180巻繞之前的溫度。巻繞溫度控制的目的是使由巻繞溫度計(jì)175測(cè)量的溫度與目標(biāo)溫度一致。目標(biāo)溫度即可在巻材長(zhǎng)度方向的各部位處恒定，也可根據(jù)各部位設(shè)定不同的值。此外，在本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)便，以各冷卻頭部160的操作指令為開的情況和閉的情況為例說明，但也容易地適用于可連續(xù)地控制流量的冷卻裝置。
接下來，說明巻繞溫度控制裝置100的結(jié)構(gòu)。巻繞溫度控制裝置100具備預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110，其在鋼板151被巻繞冷卻裝置170冷卻之前，計(jì)算出與各冷卻頭部174的開閉模式對(duì)應(yīng)的控制指令。此外，還具備動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120，其在鋼板151被巻繞冷卻裝置170冷卻時(shí)，實(shí)時(shí)讀入巻繞溫度計(jì)175的測(cè)定溫度等的實(shí)績(jī)，并變更控制指令；和頭部模式變換機(jī)構(gòu)130，其將控制指令變換為各冷卻頭部174的開閉模式。 預(yù)置控制機(jī)構(gòu)IIO具備目標(biāo)巻繞溫度表114、速度模式表115、冷卻頭部?jī)?yōu)先順序表116、板溫度推定模型117，并讀取來自他們各自的信息?；谀Ｐ皖A(yù)置機(jī)構(gòu)111通過使用板溫度推定模型117的運(yùn)算，計(jì)算出頭部模式。此外還具備冷卻裝置指令值校平機(jī)構(gòu)112，其相對(duì)于基于模型預(yù)置機(jī)構(gòu)111的計(jì)算結(jié)果，使頭部174的開閉模式的時(shí)間輸出平滑。
動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120具備巻繞溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121，其為消除巻繞溫度計(jì)175的檢測(cè)值與目標(biāo)巻繞溫度的偏差，計(jì)算出開閉的冷卻頭部174的個(gè)數(shù)。溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121以第一修正機(jī)構(gòu)122和第二修正機(jī)構(gòu)123的兩種運(yùn)算進(jìn)行計(jì)算。此外，還具備影響系數(shù)表124，其與冷卻狀態(tài)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)對(duì)于溫度偏差需開閉的頭部的個(gè)數(shù)；和操作量切換機(jī)構(gòu)125，其對(duì)將第一修正機(jī)構(gòu)122的輸出和第二修正機(jī)構(gòu)123的輸出的哪一個(gè)作為最終的輸出進(jìn)行判斷，并進(jìn)行切換。以下，將各冷卻頭160的開閉模式的集合稱為頭部模式。以下，由預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110的結(jié)構(gòu)依次詳細(xì)地說明。 圖3表示目標(biāo)巻繞溫度表的結(jié)構(gòu)。目標(biāo)巻繞溫度表114表示了與鋼板的種類(鋼種)對(duì)應(yīng)地區(qū)別了目標(biāo)溫度的例子。預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110判定該巻材的鋼種，并從目標(biāo)巻繞溫度表114中取出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度。 圖4表示速度模式表的結(jié)構(gòu)。速度模式表115相對(duì)于鋼種、板厚、板寬度進(jìn)行區(qū)別。具有鋼板151的前端從軋制架161伸出時(shí)的速度速度(穿板速度V1)、然后被加速，至巻繞到地下巻取機(jī)180為止的速度(初始速度V2)、然后驟加速后的速度(恒定速度V3)、在鋼板151的后端從軋制架151伸出前被驟減速，并以地下巻取機(jī)180巻繞為止的速度(終期速度V4)。 預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110判定該巻材的鋼種、板厚、板寬度，從而從速度模式表115中取出對(duì)應(yīng)的速度模式。例如，鋼種為SUS304、板厚為3. 0 4. Omm，板寬度為1200mm時(shí)，表示設(shè)定初始溫度為150mpm、恒定速度為150mpm，終期速度為150mpm。 圖5表示速度模式的概略。鋼板151從軋制架161伸出后，至地下巻取機(jī)180巻繞完成為止的速度模式。如圖利用驟加減速，速度按照V1、V2、V3、V4的順序發(fā)生遷移。
圖6表示冷卻頭部?jī)?yōu)先順序表的結(jié)構(gòu)。該例的冷卻頭部?jī)?yōu)先順序表115表示頭部的總數(shù)為100的情況。對(duì)100個(gè)頭部的開放順序賦予1 100的優(yōu)先順序，對(duì)于鋼種、板厚、頭部的區(qū)分(上頭部或下頭部)，存儲(chǔ)優(yōu)先開放的冷卻頭部的順序。優(yōu)先順序考慮冷卻效率、表面和內(nèi)部的容許溫度差等進(jìn)行確定。例如，鋼板151薄的情況下，在表面和內(nèi)部難以產(chǎn)生溫度差，所以考慮冷卻效率，優(yōu)先開放鋼板151的溫度高的靠近軋機(jī)157的排出側(cè)的頭部。在鋼板151厚的情況下，以利用空冷產(chǎn)生的回?zé)釋⒈砻媾c內(nèi)部的溫度差控制在容許值的范圍內(nèi)為目的，以盡可能使開啟的頭部不連續(xù)地賦予優(yōu)先順序。通過使水冷與空冷混合，多少犧牲冷卻效率，從而控制鋼板151的表面和內(nèi)部的溫度差。 控制冷卻頭部，以僅開放能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)巻繞溫度的根數(shù)。對(duì)組、冷卻頭部按靠近軋機(jī)的順序標(biāo)記序號(hào)，例如，(l，l)表示第l組的第l冷卻頭部。圖6表示在鋼種為SUS304、板厚2.0 3.0mm，冷卻頭部區(qū)分為上頭部的情況下，以(l，l)、 (1，2)、 (1，3)、 (1，4)、 (1，5)、 (2，1)、……、(20，4)、 (20，5)的順序優(yōu)先地開放。即，表示考慮薄板的冷卻效率，從軋機(jī)157的輸出側(cè)的頭部開始依次優(yōu)先地開放。此外，在鋼種為SUS304、板厚5. 0 6. Omm，冷卻頭部區(qū)分為上頭部的情況下，表示了以(1，1)、(1，4)、(2，1)、(2，4)、(3，1)、(3，4)、……、(20，3)、(20，5)的順序優(yōu)先地開放。即，表示了由于鋼板151稍微厚，因此以開啟頭部不連續(xù)地賦予優(yōu)先順序的情況。在本實(shí)施例中，將上頭部與下頭部的優(yōu)先順序設(shè)為相同，但也可賦予不同的優(yōu)先順序。 以下，頭部模式以對(duì)應(yīng)的控制碼表現(xiàn)，并將其作為控制指令。圖7表示預(yù)置控制機(jī)構(gòu)IIO輸出的控制碼與冷卻頭部開閉模式的對(duì)應(yīng)。控制碼0為全開，100為全閉。以下，如將僅優(yōu)先順序1的冷卻頭部打開的頭部開閉模式設(shè)為1，優(yōu)先順序1和2的兩個(gè)冷卻頭部打開的頭部開閉模式設(shè)為2的方式，進(jìn)行控制碼化。 預(yù)置控制機(jī)構(gòu)IIO將此種與冷卻頭部開閉模式對(duì)應(yīng)的控制碼輸出給校平機(jī)構(gòu)112。即，將所有冷卻頭部開放的狀態(tài)下的控制碼設(shè)為0，所有的冷卻頭部關(guān)閉的狀態(tài)下的控制碼設(shè)為IOO(IOO為上或下的冷卻頭部的總數(shù))。并且，例如在鋼種為SUS304、板厚2.0 3.0mm，冷卻頭部區(qū)分為上頭部的情況下，按照頭部的優(yōu)先順序，將僅(l，l)開放的狀態(tài)設(shè)為控制碼99，將(1，1)、(1，2)開放的狀態(tài)設(shè)為控制碼98，將(1，1)、(1，2)、(1，3)開放的狀態(tài)設(shè)為控制碼97。以此要領(lǐng)，對(duì)頭部的開放模式賦予控制碼至所有頭部開啟的狀態(tài)的控制碼即O為止。 圖8表示基于模型預(yù)置機(jī)構(gòu)111執(zhí)行的算法。在S8-l中，在從速度模式表115中讀取的值的基礎(chǔ)上，計(jì)算出用于從穿板速度移動(dòng)到初始速度的第一加速開始位置，此外用于從初始速度移動(dòng)到恒定速度的第二加速開始位置，從恒定速度移動(dòng)到終期速度的減速開始位置。并且，由這些開始位置計(jì)算鋼板151的從軋機(jī)157伸出開始至地下巻取機(jī)巻繞完成為止的速度模式。第一加速開始位置Saccpl、第一加速完成位置Saccql、第二加速開始位置Saccp2、第二加速完成位置Saccq2、減速開始位置Sdccp、減速完成位置Sdccq分別能夠由以下表示的(1) (6)式計(jì)算。而且，以下式中，*或*表示乘運(yùn)算。
Saccpl = LO (1)
其中，LO:常數(shù) Saccql = Saccpl+(Sstart—Sthread)氺(Sstart+Sthread)/(Saccratel氺2) (2)
其中，Sthread :鋼板151的穿板速度，Sstart :鋼板151的初始速度，Saccratel :從鋼板151的穿板速度開始至初始速度為止的加速度。
Saccp2 = Lmd (3) 其中，Lmd :從軋機(jī)157至地下巻取機(jī)154的距離。 Saccq2 = Saccp2+(Smid—Sstart)氺(Smid+Sstart)/(Saccrate氺2) (4) 其中，Sstart :鋼板151的初始速度、Smid :鋼板151的恒定速度、Saccrate :從鋼板151的初始速度開始至恒定速度為止的加速度。 Sdccp = Lstrip—(Smid_Send)氺(Smid+Send)/(Sdccrate氺2)—Lmargin (5)
其中，Lstrip :鋼板151的長(zhǎng)度、Send :鋼板151的終期速度、Sdccrate :從鋼板151的恒定速度開始至終期速度為止的減速度、Lmargin :在鋼板151的尾端的多少之前完成減速的余量。 Sdccq = Lstrip-biiargin (6) 根據(jù)計(jì)算出的速度模式，在S8-2以后，由使用板溫度推定模型的運(yùn)算計(jì)算出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)巻繞溫度的頭部模式的時(shí)間變化。在本實(shí)施例中表示了根據(jù)線性逆插補(bǔ)法計(jì)算頭部模式的一例。 在S8-2中，對(duì)于鋼板151的各部位，定義夾有解的控制碼的兩個(gè)控制碼nL、nH。此處，園為在冷卻頭部的全開和全閉之間存在解，所以一律設(shè)為nL二0、nH二 100。此處，伴隨控制碼的增加，因?yàn)閱渭兇蜷_的冷卻頭部減少，所以nl < n2時(shí)，對(duì)于與這些頭部模式對(duì)應(yīng)的巻繞溫度Tcl、Tc2， Tcl < Tc2成立。接下來，在S8-3中，將nL與nH的平均設(shè)為nO。并且，在S8-4中，計(jì)算與控制碼
n0對(duì)應(yīng)的巻繞溫度TcO。 S8-4對(duì)于鋼板150的長(zhǎng)度方向的各部位，從軋機(jī)伸出開始至地下
巻取機(jī)巻繞為止，連續(xù)計(jì)算根據(jù)板溫度推定模型117的溫度推定，從而推定巻繞溫度。 在S8-5中，判定對(duì)于目標(biāo)巻繞溫度Ttarget的推定巻繞溫度TcO的符號(hào)，在TcO
> Ttarget的情況下，因?yàn)閚0與nL之間有解，所以將n0重新置為nH。相反地，在TcO
< Ttarget的情況下，因?yàn)閚0與nH之間有解，所以將n0重新置為nL。 在S8-6中，判定算法的完成條件，未滿足時(shí)重復(fù)執(zhí)行S8-3 S8_5。算法的完
成可以以完成S8-3 S8-5的一定次數(shù)以上的重復(fù)、巻繞溫度推定值Tc與目標(biāo)巻繞溫度
Ttarget的偏差在一定值以下、或n0與nH、 nL的任一個(gè)一致等為條件進(jìn)行判定。 作為控制碼賦予的方法，同樣為將所有的冷卻頭部關(guān)閉的狀態(tài)下的控制碼設(shè)為0，
所有的冷卻頭部開放的狀態(tài)下的控制碼設(shè)為100，與此對(duì)應(yīng)地賦予。 圖9詳細(xì)地表示與S8-4對(duì)應(yīng)的溫度推定運(yùn)算。作為溫度推定運(yùn)算表示了將鋼板151分割為長(zhǎng)度方向及厚度方向，使時(shí)間以一定刻度A前進(jìn)，并進(jìn)行運(yùn)算的所謂前進(jìn)差分法的一例。在S9-l中，更新計(jì)算時(shí)刻，進(jìn)而由圖8的S8-l中生成的速度模式計(jì)算該時(shí)刻的板速Vt。在S9-2中，使用計(jì)算的板速，計(jì)算軋機(jī)伸出長(zhǎng)度。伸出長(zhǎng)度Ln是指完成軋制從軋機(jī)伸出的鋼板的長(zhǎng)度，能以式(7)計(jì)算。其中，Ln-l為上時(shí)刻的伸出長(zhǎng)度。
Ln = Ln-1+A Vt (7) 在S9-3中判定運(yùn)算的完成。軋機(jī)伸出長(zhǎng)度Ln大于鋼板151的全長(zhǎng)與軋制架161至地下巻取機(jī)180的距離的和時(shí)，對(duì)應(yīng)于一根巻材的巻繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算全部完成，因此運(yùn)算完成。在運(yùn)算未完成的情況下，在S9-4中進(jìn)行鋼板的溫度跟蹤。S卩，對(duì)于上時(shí)刻的鋼板的位置，在經(jīng)過A時(shí)間后，鋼板前進(jìn)多少由Ln與Ln-l的關(guān)系可知，因此進(jìn)行將鋼板的溫度分布移動(dòng)對(duì)應(yīng)的距離的處理。 在S9-5中，對(duì)A期間從軋機(jī)排出的鋼板151設(shè)定冷卻前的鋼板溫度。S9_6中，由與鋼板151的各部位對(duì)應(yīng)的頭部的開閉的信息判定各部位是水冷還是空冷。水冷的情況下，在S9-7中，例如根據(jù)式(8)計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。 Hw = 9. 72*105* " 。. 355* {(25—1. 15*logTw) *D/ (pl*pc)} 。. 646/ (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)線正交方向的噴嘴間距、TSU :鋼板151的表面溫度。
式(8)是所謂的疊片冷卻的情況下的導(dǎo)熱系數(shù)。作為水冷方法，除此以外還有噴
射冷卻等種種方法，幾個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算式也為人所知。
另一方面，空冷的情況下，例如根據(jù)式(9)計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。 hr = o e [{(273+Tsu)/100}4-{(273+Ta)/100}4]/(Tsu-Ta) (9) 其中，o :斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù)(=4.88)、 e :放射率、Ta:空氣溫度CC)、Tsu:
鋼板151的表面溫度。 式(8)與式(9)對(duì)鋼板151的表和背分別計(jì)算。并且，在S9-9中，以經(jīng)過A前的溫度為基礎(chǔ)，通過加減運(yùn)算A期間熱量的移動(dòng)，計(jì)算鋼板151的各部位的溫度。如果在忽略鋼板151的厚度方向的熱移動(dòng)的情況下，對(duì)于鋼板151的長(zhǎng)度方向的各部位如式(10)進(jìn)行計(jì)算。 Tn = Tn+ (ht+hb) * A / ( p *C*B) (10) 其中，Tn :現(xiàn)在的板溫、Tn-l : A前的板溫、ht :鋼板表面的導(dǎo)熱系數(shù)、hb :鋼板背面的導(dǎo)熱系數(shù)、P :鋼板的密度、C:鋼板的比熱、B:鋼板厚。 此外，在需要考慮鋼板151的厚度方向的導(dǎo)熱的情況下，能夠通過求解為人熟知的熱方程式計(jì)算。熱方程式以式(11)表示，由計(jì)算機(jī)差分計(jì)算其的方法在各種文獻(xiàn)中公開。3T/( 1= U/(p *C)1 (32T/3t2) (11) 其中，A :導(dǎo)熱率、T:材料溫度。 并且，在S9-10中，至從軋制架161到地下巻取機(jī)180的、生產(chǎn)線內(nèi)的鋼板151的全部區(qū)域內(nèi)完成計(jì)算為止，重復(fù)S9-6 S9-9。此外，至通過S9-3判定運(yùn)算完成為止，重復(fù)S9-l S9-10。 圖10表示對(duì)鋼板151的各部位賦予控制碼的一例。表示了基于圖8的最佳化處理的變化的一例。圖10的處理第一次中，因?yàn)樵诟鞑课惶帉?shí)施相同的初始值(nL = 0、 nH=100)的處理，所以在鋼板151的整個(gè)區(qū)域內(nèi)賦予50。在處理第二次中，對(duì)于控制碼50，由于鋼板151的各部位的巻繞溫度TcO的預(yù)測(cè)結(jié)果大于或小于Ttarget，所以被賦予的控制碼不同。 在本實(shí)施例中表示了靠近鋼板速度為低速的鋼板151的前端、后端的部分向關(guān)閉頭部的方向更新控制碼，鋼板速度為高速的鋼板151的中央部向打開頭部的方向更新控制碼的一例。具體地，如圖10的處理第二次所示，前端部、后端部在第一次處理的S8-5中更新為nL = 50、 nH = 100后，其結(jié)果，控制碼更新為平均75。另一方面，中央部在第一次的處理的S8-5中更新為nL = 0、 nH = 50后，其結(jié)果，控制碼更新為25。如此，通過重復(fù)圖8的S8-3 S8-6，依次更新控制碼。 圖11表示預(yù)置控制機(jī)構(gòu)最終輸出的控制碼的例子。在圖11的例中，鋼板151與離前端的距離對(duì)應(yīng)地在長(zhǎng)度方向上，以lm為單位劃分網(wǎng)格，并與網(wǎng)格對(duì)應(yīng)地分配控制碼。因?yàn)槔鋮s裝置與鋼板的表和背對(duì)應(yīng)地具有上部冷卻裝置171和下部冷卻裝置172，所以作為控制碼，與上頭部和下頭部對(duì)應(yīng)地單獨(dú)輸出。圖11中表示了在鋼板151的長(zhǎng)度方向上，距離前端lm的上頭部的控制碼為95，下頭部的控制碼也為95，在500m至501m之間，上頭部的控制碼為14，下頭部的控制碼也為14。圖11中，將與鋼板151的同一部位對(duì)應(yīng)的上頭部和下頭部的控制碼設(shè)為相同，但也可設(shè)定不同的控制碼。 圖12表示校平機(jī)構(gòu)的處理結(jié)果。校平機(jī)構(gòu)112對(duì)于基于模型預(yù)置機(jī)構(gòu)111的輸出，進(jìn)行使冷卻頭部的開閉平滑化的處理?；谀Ｐ皖A(yù)置機(jī)構(gòu)lll輸出的控制碼在鋼板部位3m 4m的區(qū)間內(nèi)，均小于前后的部位。在此情況下，伴隨一部分冷卻頭通過部位，輸出瞬間開閉的控制指令。利用校平機(jī)構(gòu)112進(jìn)行校平處理后，通過將控制碼12校平到14，對(duì)于鋼板部位的控制碼的變化變?yōu)閱握{(diào)，從而校平前的問題被解決。即使在短周期內(nèi)生成冷卻頭部開閉的指令，實(shí)際上由于冷卻頭部的響應(yīng)延遲而沒有意義。因此，進(jìn)行此種校平處理，并在時(shí)間方向上平滑化冷卻頭部的指令。平滑化能夠以如將各控制碼與前后的控制碼比較，在都大或小的情況下，使其與前或后的控制碼一致的簡(jiǎn)單的處理來實(shí)現(xiàn)。
圖13表示動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)。預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110輸出的控制碼在冷卻鋼板151的控制中，利用動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120被實(shí)時(shí)地修正，并確定向頭部模式變換機(jī)構(gòu)130輸出的最終的控制碼。動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120具備溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121，其使用來自巻繞溫度計(jì)175的檢測(cè)溫度，修正檢測(cè)溫度與目標(biāo)巻繞溫度的偏差。此外，溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121具備以不同的運(yùn)算計(jì)算修正量的第一修正機(jī)構(gòu)122和第二修正機(jī)構(gòu)123。除此以外，動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120具備用于修正量計(jì)算的影響系數(shù)表124、和操作量切換機(jī)構(gòu)125，其判定并切換第一修正機(jī)構(gòu)122的輸出和第二修正機(jī)構(gòu)123的輸出中的哪一個(gè)作為動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120的最終的輸出。
接下來，對(duì)各部分的動(dòng)作詳細(xì)地說明。在影響系數(shù)表124中存儲(chǔ)相對(duì)于控制碼變化的巻繞溫度的變化。圖14表示影響系數(shù)表124的結(jié)構(gòu)。在影響系數(shù)表124中，與打開或
關(guān)閉一個(gè)冷卻頭部174時(shí)的巻繞溫度Tc的變化量對(duì)應(yīng)的數(shù)值即3Tc/An ( °C )以板厚、板速和鋼種索引被區(qū)別地存儲(chǔ)。在圖14的例中表示了，在板厚為3mm以下，鋼板151的速度在150mpm以下，鋼種索引為1的情況下，(3Tc/An) =3.0°C ，如果打開或關(guān)閉一個(gè)冷卻頭部174，則以巻繞溫度計(jì)175測(cè)量的巻繞溫度Tc降低或上升3°C 。在本實(shí)施例中，將區(qū)別項(xiàng)目設(shè)為板厚、板速、鋼種索引三個(gè)，即可考慮減少，也可考慮進(jìn)一部追加從軋制架161中伸出時(shí)的鋼板151的溫度等，從而增加區(qū)別項(xiàng)目。 接下來，基于圖13說明巻繞溫度偏差修正機(jī)構(gòu)的處理。巻繞溫度偏差修正機(jī)構(gòu)121具備第一修正機(jī)構(gòu)122和第二修正機(jī)構(gòu)123，他們對(duì)于巻繞溫度計(jì)175檢測(cè)的巻繞溫度相對(duì)于目標(biāo)溫度的偏差的大小，以不同的運(yùn)算計(jì)算出開閉的頭部的個(gè)數(shù)。第一修正機(jī)構(gòu)122具備第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302和設(shè)定第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的執(zhí)行時(shí)刻的第一啟動(dòng)時(shí)刻生成機(jī)構(gòu)1301。 圖15表示第一啟動(dòng)時(shí)刻生成機(jī)構(gòu)的處理。第一啟動(dòng)時(shí)刻生成機(jī)構(gòu)1301的處理在鋼板151通過巻繞溫度計(jì)175的時(shí)刻開始。首先，在S15-l中，冷卻裝置170中，利用鋼板151的移動(dòng)速度計(jì)算出在反饋控制下從開閉頭部的部位至巻繞溫度計(jì)175為止的鋼板151的輸送時(shí)間。在S15-2中，在計(jì)算出的輸送時(shí)間、冷卻頭部174的開閉的影響傳遞到鋼板151的延遲、巻繞溫度計(jì)175的延遲的總和的基礎(chǔ)上，計(jì)算出啟動(dòng)周期。冷卻頭部174的開閉傳遞到鋼板的延遲例如為在冷卻頭部開放的情況下，從巻繞溫度控制裝置110輸出冷卻頭部打開的指令，至水與鋼板151接觸為止的時(shí)間。啟動(dòng)周期可以為其總和，也可將進(jìn)一步加上適當(dāng)?shù)挠嗔亢蟮臅r(shí)間作為周期。 在S15-3中，對(duì)于由S15-2計(jì)算出的啟動(dòng)周期，判定是否為啟動(dòng)時(shí)刻。在為啟動(dòng)時(shí)刻的情況下，在S15-4中向第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302輸出表示啟動(dòng)時(shí)刻的信號(hào)。在S15-5中，判定鋼板151的尾端是否通過巻繞溫度計(jì)173，在通過后的情況下，完成處理。在未通過的情況下，重復(fù)S15-l S15-4的處理。 第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302進(jìn)行式(12)的運(yùn)算。即，對(duì)于動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120現(xiàn)在輸出的修正量(An)pre，加減運(yùn)算與巻繞溫度偏差A(yù) Tc對(duì)應(yīng)的以下的值，計(jì)算出Anl。 Anl是對(duì)于上次的修正量積分ATc的影響后的值。 Anl-(An)pre + G卜U/WTc/厶n)) ATc (12) 其中，Gl :增益(常數(shù))、5n/3Tc :從影響系數(shù)124讀取的相應(yīng)的影響系數(shù)。
另一方面，第二啟動(dòng)時(shí)刻生成機(jī)構(gòu)1303以恒定周期向第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304輸出啟動(dòng)信號(hào)。如果接受到啟動(dòng)信號(hào)，則第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304利用式(13)計(jì)算與巻繞溫度偏差A(yù)Tc對(duì)應(yīng)的以下的值作為An2。
An2為與現(xiàn)在的ATc成比例的值。An2-G2 ' (1 / (3 Tc/厶n)) ' ATc (13) 其中，G2 :增益(常數(shù))、en/3Tc :從影響系數(shù)124讀取的相應(yīng)的影響系數(shù)。
在本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)便，將在第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302和第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304中使用的影響系數(shù)都設(shè)為從影響系數(shù)表124中讀取的相同的值，但根據(jù)處理的不同也可為不同的值。 圖16表示操作量切換機(jī)構(gòu)125的處理。首先，在S16-l中讀取鋼板151的速度V。在S16-2中，判定讀取的鋼板速度V是否大于從恒定速度V3中減去事先確定的A后的值。在大的情況下，輸出第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出Anl作為An。在不大的情況下，輸出第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304的輸出An2作為An。 圖17以示意圖表示鋼板整個(gè)區(qū)域內(nèi)的第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302和第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304的切換的情況。橫軸可以是鋼板151從軋制架161伸出后的經(jīng)過時(shí)間，也可是離鋼板前端的長(zhǎng)度。圖17中，相對(duì)于最高速度(恒定速度)V3，在鋼板速度大于(V3-A)的區(qū)域(2)中，選擇第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出作為動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120的輸出。在除此以外的區(qū)域(1)、區(qū)域(3)中，選擇第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304的輸出作為動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120的輸出。A可在最高速度上適當(dāng)?shù)卦O(shè)定余量，但在實(shí)際上，多是設(shè)定為5 10mpm左右的情況。 接下來，說明頭部模式變換機(jī)構(gòu)130的處理。此處，在鋼板151上，如圖18所示，在長(zhǎng)度方向上定義部分(section) 1801，在部分內(nèi)實(shí)施的操作量相同。圖18所示的例中，從鋼板前端至鋼板后端合計(jì)定義n個(gè)部分，并分別賦予部分序號(hào)。S卩，鋼板前端的部分賦予l，以下，鋼板后端的部分賦予n。 圖19表示頭部模式變換機(jī)構(gòu)執(zhí)行的算法。頭部模式變換機(jī)構(gòu)130在S19-1中，計(jì)算出離通過冷卻頭部正下的鋼板151的前端的距離Lh?？刂蒲b置100以在各種目的下使用為目的，具有此種距離信息。在S19-2中，判定Lh是否小于O，在小的情況下，因?yàn)殇摪?51未到達(dá)該冷卻頭部，所以跳過處理，前進(jìn)到S19-3。在大的情況下，因?yàn)殇摪?51到達(dá)該冷卻頭部，所以在S19-3中取出與距離Lh對(duì)應(yīng)的控制碼。S卩，對(duì)照Lh與圖8的鋼板部位，取出與Lh對(duì)應(yīng)的部位的上頭部控制碼和下頭部控制碼。在本實(shí)施例中，控制碼是動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120修正預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110設(shè)定的值后的值。在S19-4中，由控制碼取出冷卻頭部開閉模式。即，利用圖7的控制碼與冷卻頭部開閉模式的對(duì)應(yīng)，確定優(yōu)先順序開放幾個(gè)冷卻頭部 為止。在S19-5中，利用存儲(chǔ)在冷卻頭部?jī)?yōu)先順序表115中的信息，具體地確定開放的冷卻 頭部，并最終確定該冷卻頭部的開閉。在S19-6中，判定對(duì)于所有的冷卻頭部的運(yùn)算是否完 成，在未完成的情況下，重復(fù)S19-1 S19-5的處理，直至完成。 在本實(shí)施例中，以冷卻頭部數(shù)上下均為100的情況為例進(jìn)行了說明，但頭部數(shù)根 據(jù)設(shè)備可為各種數(shù)量。此外，將控制碼作為動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120修正預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110設(shè)定 的值后的值總括化，但也考慮區(qū)分適當(dāng)?shù)挠|排進(jìn)行對(duì)應(yīng)。例如，也考慮將靠近地下巻取機(jī) 180的最后兩個(gè)觸排設(shè)為動(dòng)態(tài)控制用，除此以外設(shè)為預(yù)置控制用，按照動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120輸 出的An控制前者，按照預(yù)置控制機(jī)構(gòu)110輸出的控制碼獨(dú)立地控制后者。進(jìn)而，在本實(shí)施 例中，具備校平機(jī)構(gòu)112，也考慮將其省略。此外，在本實(shí)施例中，對(duì)以控制碼表現(xiàn)控制指令 的情況進(jìn)行了說明，但考慮將頭部模式作為直接控制指令等的控制指令的種種表現(xiàn)方法。
(實(shí)施例2) 在本實(shí)施例中表示了，操作量切換機(jī)構(gòu)125在判斷第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸 出的有效性后，判定是否使用第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出更新修正量的例子。
圖20表示操作量切換機(jī)構(gòu)125的處理算法。首先在S20-l中讀取鋼板151的速 度V。在S20-2中，利用鋼板161的速度計(jì)算出在冷卻裝置170的反饋控制下從開閉頭部的 部位至巻繞溫度計(jì)175為止的鋼板151的輸送時(shí)間。在S20-3中，在計(jì)算出的輸送時(shí)間、冷 卻頭部174的開閉的影響傳遞到鋼板151的延遲、巻繞溫度計(jì)175的延遲的總和的基礎(chǔ)上， 計(jì)算出啟動(dòng)間隔。在S20-4中，對(duì)于在S20-3中計(jì)算出的啟動(dòng)間隔，判定在此期間鋼板151 的速度是否發(fā)生變化。在沒有速度變化的情況下，判定以第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302計(jì)算合 適的修正量，在S20-5中輸出第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出Anl作為修正量。在發(fā)生 速度變化的情況下，判斷第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的計(jì)算值的可靠性低，在S20-6中下次 依然保持An的上次值。
(實(shí)施例3) 在本實(shí)施例中表示了，操作量切換機(jī)構(gòu)125同樣在判斷第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302 的輸出的有效性后，判定是否使用第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出更新修正量的例子。
圖21表示操作量切換機(jī)構(gòu)125的處理算法。首先在S21-l中讀取鋼板151的速 度V。在S21-2中判定取得的鋼板速度V是否大于恒定速度V3減去預(yù)先設(shè)定的A的值。 在大的情況下，判定以第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302計(jì)算合適的修正量，并在S21-3中輸出第 一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出Anl作為修正量An。在不大的情況下，判斷第一修正量計(jì) 算機(jī)構(gòu)1302的計(jì)算值的可靠性低，在S21-4中下次依然保持An的上次值。
(實(shí)施例4) 在本實(shí)施例中表示了，在動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)120中具備操作量合成機(jī)構(gòu)2201，并以操 作量合成機(jī)構(gòu)2201合成第一修正機(jī)構(gòu)122的輸出與第二修正機(jī)構(gòu)123的輸出，從而計(jì)算 △n的實(shí)施例。 圖22中，操作量合成機(jī)構(gòu)2201通過以取得的鋼板速度為指標(biāo)，選擇或合成第一修 正機(jī)構(gòu)122具備的第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出Anl的輸出和第二修正機(jī)構(gòu)123具備 的第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304的輸出An2的輸出，計(jì)算并輸出An。 圖23表示相對(duì)于鋼板151的速度，根據(jù)與最高速度V3的偏差，操作量合成機(jī)構(gòu)2201的處理不同的例子。如圖23所示，相對(duì)于最高速度V3，將鋼板速度在(V3-A1)以上 的區(qū)域定義為區(qū)域(2)，將(V3-A2)以上，但不足(V3-A1)的區(qū)域定義為區(qū)域(4)、(5)，將 不足(V3-A2)的區(qū)域定義為區(qū)域(1)、 (3)。 圖24表示操作量合成機(jī)構(gòu)2201執(zhí)行的算法。在S24-l中，取得鋼板151的速度 V。接下來在S24-2中判定速度區(qū)域。在區(qū)域(l)、 (3)的情況下，在S24-3中，輸出第二修 正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304的輸出An2作為An。另一方面，在區(qū)域(4)、 (5)的情況下，在S24-5 中，合成第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1302的輸出Anl與第二修正量計(jì)算機(jī)構(gòu)1304的輸出An2， 從而計(jì)算并輸出An。作為合成處理例如式(14)，考慮通過使用鋼板速度V與恒定速度V3 的相對(duì)關(guān)系按比例分配Anl和An2而進(jìn)行。
An = (V/V3) Anl+{(V3-V)/V3} An2 (14) 此外，在S24-2中判定為區(qū)域2的情況下，在S24-5中，輸出第一修正量計(jì)算機(jī)構(gòu) 1302的輸出Anl作為An。
(實(shí)施例5) 在本實(shí)施例中表示作為制造商遠(yuǎn)程使用互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，進(jìn)行水冷模型或空冷模型 的調(diào)整。 圖25表示系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。制造商經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)2511、服務(wù)器2510、電纜網(wǎng)2503將 控制裝置100從控制對(duì)象150取得的巻繞溫度、與此相關(guān)聯(lián)的頭部模式、鋼板151的速度、 冷卻前溫度等實(shí)際數(shù)據(jù)或板厚、板寬度等原始數(shù)據(jù)放入本公司的服務(wù)器2504。并存儲(chǔ)在調(diào) 整用數(shù)據(jù)庫(kù)2505中。 制造商2502具有模型調(diào)整機(jī)構(gòu)2506，按照鋼鐵公司的要求，使用存儲(chǔ)在調(diào)整用數(shù)
據(jù)庫(kù)2505中的數(shù)據(jù)，推定在實(shí)施例1中敘述的影響系數(shù)表124的值，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給
鋼鐵公司2501。修正計(jì)算例如"高精度地進(jìn)行模型調(diào)整的調(diào)整神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方
式"(電氣學(xué)會(huì)論文集D，平成7年4月號(hào))表示的一例，各種的方式為人所知。模型調(diào)整的
報(bào)酬可與調(diào)整次數(shù)對(duì)應(yīng)，也可為與調(diào)整結(jié)果提高的控制結(jié)果相對(duì)應(yīng)的報(bào)酬成果。 本發(fā)明在鋼板速度急劇變化的斯特格爾軋機(jī)中發(fā)揮顯著的效果，但也廣泛適用于
包括串列式軋機(jī)的熱軋生產(chǎn)線的冷卻控制。
權(quán)利要求
一種卷繞溫度控制裝置，其以配置在熱軋機(jī)的送出側(cè)的冷卻裝置冷卻由該熱軋機(jī)軋制的鋼板，并將由地下卷取機(jī)卷繞前的鋼板的溫度控制在規(guī)定的目標(biāo)溫度，所述卷繞溫度控制裝置的特征在于，具備板溫度推定模型，其用于推定鋼板的卷繞溫度；預(yù)置控制單元，其在冷卻之前，由與目標(biāo)卷繞溫度和鋼板的速度相關(guān)的信息，使用所述板溫度推定模型推定卷繞溫度，并使用推定結(jié)果，計(jì)算及輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的向冷卻裝置發(fā)出的控制指令；動(dòng)態(tài)控制單元，其觀測(cè)冷卻控制中的鋼板的卷繞溫度，并由觀測(cè)結(jié)果與目標(biāo)卷繞溫度的偏差，計(jì)算及輸出控制指令的修正量，進(jìn)而，所述動(dòng)態(tài)控制單元具備第一修正單元，其由與所述偏差對(duì)應(yīng)地計(jì)算出的控制指令的修正量和動(dòng)態(tài)控制單元現(xiàn)在輸出的控制指令的修正量，計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量；第二修正單元，其將與該偏差對(duì)應(yīng)地計(jì)算出的控制指令的修正量與動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的控制指令的修正量直接對(duì)應(yīng)并輸出；操作量切換單元，其取得所述鋼板的速度，并根據(jù)鋼板速度，選擇第一修正單元的輸出和第二修正單元的輸出中的任一個(gè)，從而確定動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巻繞溫度控制裝置，其特征在于，在所述鋼板速度大于規(guī)定值時(shí)，選擇所述第一修正單元的輸出，除此以外時(shí)，選擇所述第二修正單元的輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的巻繞溫度控制裝置，其特征在于，所述第一修正單元具備與鋼板速度對(duì)應(yīng)地確定下次的修正計(jì)算的啟動(dòng)時(shí)刻的第一啟動(dòng)時(shí)刻生成單元，所述第二修正單元具備以事先確定的規(guī)定的周期確定下次的修正計(jì)算的啟動(dòng)時(shí)刻的第二啟動(dòng)時(shí)刻生成單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的巻繞溫度控制裝置，其特征在于，所述第一啟動(dòng)時(shí)刻生成單元通過使用鋼板速度、在所述冷卻裝置中由于控制指令的變更而導(dǎo)致操作量變更的部位和巻繞溫度計(jì)的距離、控制指令變更的影響涉及到鋼板溫度為止的時(shí)間的運(yùn)算，確定下次的修正計(jì)算的啟動(dòng)時(shí)刻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的巻繞溫度控制裝置，其特征在于，所述操作量切換單元對(duì)所述第一啟動(dòng)時(shí)刻生成單元確定的上次和下次的啟動(dòng)間隔之間鋼板速度是否變化進(jìn)行檢測(cè)，在無變化的情況下使用第一修正機(jī)構(gòu)的輸出，動(dòng)態(tài)控制單元確定下次輸出的修正量，在有變化的情況下，動(dòng)態(tài)控制單元下次也保持現(xiàn)在輸出的修正
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巻繞溫度控制裝置，其特征在于，當(dāng)鋼板速度大于預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，所述操作量切換單元使用第一修正單元的輸出，動(dòng)態(tài)控制單元確定下次輸出的修正量，除此以外時(shí)，動(dòng)態(tài)控制單元下次也保持現(xiàn)在輸出的修正量。
7. —種巻繞溫度控制裝置，其以配置在熱軋機(jī)的送出側(cè)的冷卻裝置冷卻由該熱軋機(jī)軋制的鋼板，并將由地下巻取機(jī)巻繞前的鋼板的溫度控制在規(guī)定的目標(biāo)溫度，所述巻繞溫度控制裝置的特征在于，具備板溫度推定模型，其用于推定鋼板的巻繞溫度；預(yù)置控制單元，其在冷卻之前，由與目標(biāo)巻繞溫度和鋼板的速度相關(guān)的信息，使用所述板溫度推定模型推定巻繞溫度，并使用推定結(jié)果，計(jì)算及輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)巻繞溫度的向冷卻裝置發(fā)出的控制指令；動(dòng)態(tài)控制單元，其觀測(cè)冷卻控制中的鋼板的巻繞溫度，并由觀測(cè)結(jié)果與目標(biāo)巻繞溫度的偏差，計(jì)算及輸出控制指令的修正量，進(jìn)而，所述動(dòng)態(tài)控制單元具備第一修正單元，其由使用所述偏差計(jì)算出的控制指令的修正量和動(dòng)態(tài)控制單元現(xiàn)在輸出的控制指令的修正量，計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量；第二修正單元，其將使用該偏差計(jì)算出的控制指令的修正量與動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量直接對(duì)應(yīng)并輸出；操作量合成單元，其取得所述鋼板的速度，對(duì)于第一修正單元的輸出和第二修正單元的輸出，進(jìn)行根據(jù)鋼板速度的加權(quán)，從而確定動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的巻繞溫度控制裝置，其特征在于，所述操作量合成單元在鋼板速度大于預(yù)先確定的第一速度時(shí)，選擇第一修正單元，在鋼板速度小于預(yù)先確定的第二速度時(shí)，選擇第二修正單元，在鋼板速度位于第一速度與第二速度之間時(shí)，進(jìn)行根據(jù)鋼板速度的加權(quán)，從而確定動(dòng)態(tài)控制單元下次輸出的修正量。
9. 一種巻繞溫度控制方法，其以配置在熱軋機(jī)的送出側(cè)的冷卻裝置冷卻由該熱軋機(jī)軋制的鋼板，并將由地下巻取機(jī)巻繞前的鋼板的溫度控制在規(guī)定的目標(biāo)溫度，所述巻繞溫度控制方法的特征在于，包括進(jìn)行預(yù)置控制，其在冷卻之前，由與目標(biāo)巻繞溫度和鋼板的速度相關(guān)的信息，使用所述板溫度推定模型推定巻繞溫度，并使用推定結(jié)果，輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)巻繞溫度的向冷卻裝置發(fā)出的控制指令；進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，其觀測(cè)冷卻控制中的鋼板的巻繞溫度，并由觀測(cè)結(jié)果與目標(biāo)巻繞溫度的偏差，輸出控制指令的修正量，進(jìn)而，由使用觀測(cè)結(jié)果與目標(biāo)巻繞溫度的偏差計(jì)算出的控制指令的修正量和動(dòng)態(tài)控制單元現(xiàn)在輸出的修正量，計(jì)算第一修正量；由使用觀測(cè)結(jié)果與目標(biāo)巻繞溫度的偏差計(jì)算出的控制指令的修正量直接計(jì)算出第二修正量；根據(jù)取得的鋼板速度，選擇第一修正量和第二修正量中的任一個(gè)，從而確定動(dòng)態(tài)控制中下次的修正量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的巻繞溫度控制方法，其特征在于，所述第一修正量的計(jì)算時(shí)刻通過使用鋼板速度、在所述冷卻裝置中由于控制指令的變更而導(dǎo)致操作量變更的部位和巻繞溫度計(jì)的距離、控制指令變更的影響涉及到鋼板溫度為止的時(shí)間的運(yùn)算來確定，所述第二修正量的計(jì)算時(shí)刻由預(yù)先確定的規(guī)定的周期來確定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在鋼板速度驟加減速的情況下，兼具穩(wěn)定性和響應(yīng)性的卷繞溫度反饋控制。作為卷繞溫度控制裝置(100)的動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)(120)，具備檢測(cè)卷繞溫度偏差，并按通常的反饋控制輸出操作量的第一修正機(jī)構(gòu)(122)，和輸出與卷繞溫度偏差成比例的操作量的第二修正機(jī)構(gòu)(123)，以鋼板速度為指針，選擇合適的修正機(jī)構(gòu)，并輸出最終的操作量。此外，合成兩個(gè)修正機(jī)構(gòu)，輸出冷卻裝置的最終操作量。
文檔編號(hào)G05D23/19GK101791633SQ20101015091
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者栗林健, 鹿山昌宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所