專利名稱：卷繞溫度控制裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋線的卷繞溫度控制裝置和控制方法，特別涉及適合于由簡(jiǎn)單的計(jì)算使卷繞溫度與目標(biāo)溫度一致的卷繞溫度控制裝置和控制方法。
背景技術(shù)：
作為進(jìn)行卷繞溫度控制的方法，在特開(kāi)平8-66713號(hào)公報(bào)中描述與預(yù)先取得的軋制材料的速度模式對(duì)應(yīng)，根據(jù)軋制材料的信息，設(shè)定冷卻模式的方法。
在特開(kāi)平8-66713號(hào)公報(bào)中描述根據(jù)冷卻開(kāi)始前預(yù)先取得的軋制材料的速度模式和軋制材料的信息，預(yù)測(cè)軋制材料的卷繞溫度，根據(jù)結(jié)果，設(shè)定冷卻模式。
例如在特開(kāi)2000-167615號(hào)公報(bào)中記載與軋制材料冷卻裝置對(duì)應(yīng)，在長(zhǎng)度方向分割，把它作為材料冷卻單位，對(duì)各單位預(yù)測(cè)溫度，使預(yù)測(cè)溫度與目標(biāo)溫度一致的卷繞溫度控制方法。此外，表示取得軋制材料的溫度變化和輸送臺(tái)的進(jìn)入一側(cè)溫度變化，實(shí)時(shí)決定冷卻水量，按照它，操作閥門，從而能減少外來(lái)干擾的影響的卷繞溫度控制裝置。
此外，在特開(kāi)平8-252625號(hào)公報(bào)中表示在鋼板的速度變更時(shí)，用變動(dòng)前的注水量乘以加速率或減速率的簡(jiǎn)易計(jì)算，計(jì)算設(shè)定水箱水量的控制方法。
此外，如特開(kāi)平7-32024號(hào)公報(bào)所示，把軋制材料在長(zhǎng)度方向分割，能按各段設(shè)定基于控制實(shí)際的學(xué)習(xí)系數(shù)，反映學(xué)習(xí)結(jié)果，計(jì)算軋制材料的溫度下降量，進(jìn)行冷卻控制，使得溫度下降量變?yōu)槟繕?biāo)溫度。
可是，在這些手法中，不考慮從成為龐大的組合的冷卻模式中高效選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?，所以存在冷卻模式的決定需要很多計(jì)算時(shí)間的問(wèn)題。此外，著重于對(duì)于卷繞溫度控制，把閥門的操作最優(yōu)化，所以存在某閥門按時(shí)間系列重復(fù)開(kāi)閉的問(wèn)題。
一般，軋制材料的板通過(guò)速度在出軋機(jī)時(shí)為低速，在地下卷取機(jī)卷繞開(kāi)始后，急速變?yōu)楦咚?，在卷材通過(guò)軋機(jī)之前，再度變?yōu)榈退?。在特開(kāi)平8-66713號(hào)公報(bào)中，能在速度一定的恒定部進(jìn)行良好的控制，但是在速度變化的過(guò)渡狀態(tài)部，速度模式和卷繞溫度模式不直接對(duì)應(yīng)，所以在與速度模式對(duì)應(yīng)，變更冷卻模式的手法中，存在卷繞溫度控制的精度下降的問(wèn)題。
此外，在特開(kāi)2000-167615號(hào)公報(bào)中記載的控制方法中，進(jìn)行軋制材料的溫度預(yù)測(cè)的分割單位依存于裝置的尺寸，所以存在與精度上必要的值相比，分割粗糙的問(wèn)題。
在特開(kāi)平8-252625號(hào)公報(bào)中，通過(guò)對(duì)于速度變化，重新計(jì)算水箱水量，能應(yīng)對(duì)，但是未表示冷卻前的鋼板溫度與預(yù)置計(jì)算中加定的值不同，或卷繞溫度對(duì)與目標(biāo)溫度具有偏差時(shí)，把水箱水量如何變更。冷卻控制中，有必要同時(shí)應(yīng)對(duì)它們，但是未表示簡(jiǎn)便進(jìn)行它的手法。
此外，在特開(kāi)平8-66713號(hào)公報(bào)中表示的技術(shù)中，如果軋制材料的溫度的預(yù)測(cè)結(jié)果不適當(dāng)，就存在控制精度顯著惡化的問(wèn)題。此外，在特開(kāi)平7-32024號(hào)公報(bào)所示的技術(shù)中，關(guān)于在軋制材料長(zhǎng)度方向分割的多段，分別賦予學(xué)習(xí)系數(shù)，所以由于實(shí)際數(shù)據(jù)包含的外來(lái)干擾和不確定的影響，有可能賦予與軋制部位和控制狀況、溫度區(qū)對(duì)應(yīng)的使前后符合的系數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明至少解決所述的問(wèn)題，提供從成為龐大的組合的冷卻模式中高效選擇適合于以高精度控制卷繞溫度的冷卻模式的手法，降低用于計(jì)算冷卻模式的計(jì)算時(shí)間。此外，生成閥門不按時(shí)間系列重復(fù)開(kāi)閉的冷卻模式。
此外，提供即使存在冷卻控制中的各種控制環(huán)境的變化(鋼板速度和在出軋機(jī)一側(cè)測(cè)定的鋼板的冷卻前溫度離預(yù)置計(jì)算中假定的值的偏差、卷繞溫度離目標(biāo)值的偏差)，也能高效從成為龐大的組合的冷卻模式中選擇適合于以高精度控制卷繞溫度的冷卻模式的手法，降低用于計(jì)算冷卻模式的計(jì)算時(shí)間。
此外，軋制材料的溫度預(yù)測(cè)模型即使在模擬實(shí)際的冷卻現(xiàn)象的程度下降，也能使控制溫度的下降最小化。
為了解決所述的課題，本發(fā)明是一種卷繞溫度控制裝置，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的冷卻裝置把用熱軋機(jī)軋制的鋼板冷卻，把用地下卷取機(jī)卷繞之前的鋼板的溫度控制在給定的目標(biāo)溫度，其特征在于，包括存儲(chǔ)冷卻裝置中設(shè)置的多個(gè)冷卻水箱的開(kāi)放順序的優(yōu)先關(guān)系的冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表；用于推測(cè)該鋼板的卷繞溫度的板溫測(cè)定模型；把所述冷卻水箱的開(kāi)閉的組合即水箱模式與使用所述冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表的信息生成的控制代碼對(duì)應(yīng)，從目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，使用所述板溫測(cè)定模型推測(cè)卷繞溫度，使用推測(cè)的結(jié)果，計(jì)算輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的控制代碼的預(yù)置控制部；把該預(yù)置控制部輸出的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出的水箱模式變換部。
把所述控制代碼對(duì)應(yīng)，使得全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最大值(或最小值)，把全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最小值(或最大值)，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)減少(或增加)。
特征在于所述預(yù)置控制部與所述鋼板的長(zhǎng)度方向的各部位對(duì)應(yīng)，計(jì)算輸出所述控制代碼，所述冷卻模式變換部識(shí)別各水箱的正下方的鋼板的長(zhǎng)度方向的部位，抽出與部位對(duì)應(yīng)的控制代碼，把它變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
特征在于，具有所述預(yù)置控制部調(diào)查所述控制代碼在鋼板長(zhǎng)度方向的增減，當(dāng)某部位的控制代碼比前后的控制代碼大或小時(shí)，通過(guò)使該控制代碼與前或后的控制代碼一致，修正控制代碼，使得鋼板長(zhǎng)度方向的控制代碼的變化成為單峰性的函數(shù)的平滑部。
此外，一種溫度控制方法，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的冷卻裝置把用熱軋機(jī)軋制的鋼板冷卻，把用地下卷取機(jī)卷繞之前的鋼板的溫度控制在給定的目標(biāo)溫度，其特征在于對(duì)冷卻裝置中設(shè)置的冷卻水箱的開(kāi)放順序賦予優(yōu)先級(jí)，使用該優(yōu)先級(jí)，生成與冷卻水箱開(kāi)閉的組合即冷卻模式對(duì)應(yīng)的控制代碼，從控制代碼和與鋼板速度有關(guān)的信息，使用板溫度推測(cè)模型推測(cè)該鋼板的卷繞溫度，使用推測(cè)結(jié)果，決定用于現(xiàn)實(shí)目標(biāo)卷繞溫度的控制代碼，輸出，把該控制代碼變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
對(duì)于把目標(biāo)卷繞溫度和鋼板的速度模式和冷卻裝置的優(yōu)先級(jí)作為輸入信息，使用板溫度推測(cè)模型計(jì)算實(shí)現(xiàn)所需的卷繞溫度的冷卻裝置的指令值所對(duì)應(yīng)的控制代碼的模型最佳預(yù)置部，作為動(dòng)態(tài)控制部，具有把用于補(bǔ)償目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)的卷繞溫度的偏差的水箱的開(kāi)閉作為控制代碼的修正量計(jì)算的卷繞溫度偏差修正部；把用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)的冷卻前溫度的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量計(jì)算的冷卻前溫度偏差修正部；把用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量計(jì)算的速度偏差修正部。把這些計(jì)算中使用的系數(shù)集中在存儲(chǔ)控制代碼的變化對(duì)卷繞溫度帶來(lái)的影響的第一影響系數(shù)表、存儲(chǔ)所述鋼板速度的變化對(duì)卷繞溫度帶來(lái)的影響的第二影響系數(shù)表、存儲(chǔ)所述冷卻溫度的速度的變化對(duì)卷繞溫度帶來(lái)的影響的第三影響系數(shù)表中。而且，提供卷繞溫度控制裝置，包括對(duì)鋼板長(zhǎng)度方向的各部位，用動(dòng)態(tài)控制部輸出的控制代碼修正模型最佳預(yù)置部輸出的控制代碼，把控制代碼變換為冷卻裝置的輸出模式的水箱模式變換部。
此外，從目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，計(jì)算由代碼表示所述冷卻水箱的開(kāi)閉信息的控制代碼，按照所述鋼板的狀態(tài)即觀測(cè)結(jié)果，計(jì)算修正所述控制代碼的代碼修正信息，把用所述代碼修正信息修正的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)水箱控制裝置輸出，按照所述代碼修正信息計(jì)算溫度修正信息，按照所述溫度修正信息，修正由所述地下卷取機(jī)卷繞的下次以后的任意鋼板中的所述目標(biāo)卷繞溫度。
或者，從目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，計(jì)算由代碼表示所述冷卻水箱的開(kāi)閉信息的控制代碼，按照所述鋼板的狀態(tài)即觀測(cè)結(jié)果，計(jì)算修正所述控制代碼的代碼修正信息，把用所述代碼修正信息修正的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)水箱控制裝置輸出，按照所述代碼修正信息計(jì)算由所述地下卷取機(jī)卷繞的下次以后的任意鋼板中的代碼修正信息。
有選為軋制材料的溫度預(yù)測(cè)中使用的溫度預(yù)測(cè)模型能以高精度模擬實(shí)際的冷卻現(xiàn)象。此外，用于確保外來(lái)干擾的影響最小化或?qū)W習(xí)中使用的實(shí)際數(shù)據(jù)的可靠性的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集方法和采集定時(shí)成為可能。此外，通過(guò)使軋制材料長(zhǎng)度方向的適應(yīng)單位為鋼板的前端部和穩(wěn)定部等2處，把適應(yīng)控制的計(jì)算簡(jiǎn)單化，并且使適應(yīng)結(jié)果的可靠性提高。不是實(shí)際數(shù)據(jù)，而著眼于操作量，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)控制，從而除去實(shí)際數(shù)據(jù)的不可靠性的影響的控制變?yōu)榭赡堋?br>
根據(jù)本發(fā)明，在熱軋的卷繞冷卻步驟中，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，能以高精度在鋼板的長(zhǎng)度方向控制溫度。此外，能生成冷卻閥門不按時(shí)間系列重復(fù)開(kāi)閉的冷卻水箱。
在熱軋的卷繞冷卻步驟中，在冷卻控制中，即使發(fā)生鋼板的速度變化、冷卻前溫度的偏移、卷繞溫度與目標(biāo)值的不一致，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算能把這些對(duì)卷繞溫度的影響最小化，能以高精度在鋼板的長(zhǎng)度方向控制溫度。
在熱軋的卷繞冷卻步驟中，即使由于控制環(huán)境的變化，板溫推測(cè)模型無(wú)法充分模式實(shí)際的鋼板的冷卻現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，也能在鋼板的長(zhǎng)度方向全部區(qū)域中以高精度控制溫度。
下面簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖。
圖1是表示本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示目標(biāo)卷繞溫度表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖3是表示速度模式表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖4是表示冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖5是表示冷卻水箱開(kāi)閉模式和控制代碼的對(duì)應(yīng)表的說(shuō)明圖。
圖6是表示模型最佳預(yù)置部件的處理的程序流程圖。
圖7是表示卷繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算的詳細(xì)處理的程序流程圖。
圖8是表示基于圖6的最優(yōu)化處理的控制代碼的變化的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖9是鋼板部位和控制代碼的對(duì)應(yīng)表的說(shuō)明圖。
圖10是平滑處理的說(shuō)明圖。
圖11是基于動(dòng)態(tài)控制部件的修正處理的說(shuō)明圖。
圖12是表示水箱模式變換部件的處理的程序流程圖。
圖13是對(duì)控制模型的調(diào)整進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是表示本發(fā)明的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖15是表示目標(biāo)卷繞溫度表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖16是表示速度模式表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖17是表示冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖18是水箱開(kāi)閉模式和控制代碼的對(duì)應(yīng)例的說(shuō)明圖。
圖19是模型最佳預(yù)置部件的處理。
圖20是卷繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算的詳細(xì)處理。
圖21是冷卻水箱開(kāi)閉模式和控制代碼的對(duì)應(yīng)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖22是鋼板部位和控制代碼的對(duì)應(yīng)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖23是平滑處理的說(shuō)明圖。
圖24是基于動(dòng)態(tài)控制部件的控制代碼修正處理的說(shuō)明圖。
圖25是第一影響系數(shù)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖26是第二影響系數(shù)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖27是第三影響系數(shù)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖28是冷卻前溫度偏差修正部件的處理。
圖29是鋼板的長(zhǎng)度方向分段的說(shuō)明圖。
圖30是速度偏差修正部件的處理。
圖31是基于動(dòng)態(tài)控制部件的控制代碼修正處理結(jié)果的說(shuō)明圖。
圖32是水箱模式變換部件的處理。
圖33是基于動(dòng)態(tài)控制部件的控制代碼修正處理的說(shuō)明圖。
圖34是水箱模式變換部件的處理。
圖35是對(duì)控制模型的調(diào)整進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖36是表示本發(fā)明的卷繞溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖37是表示目標(biāo)卷繞溫度表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖38是表示速度模式表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖39是表示冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖40是水箱開(kāi)閉模式和控制代碼的對(duì)應(yīng)例的說(shuō)明圖。
圖41是預(yù)置控制部件的處理。
圖42是卷繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算的詳細(xì)處理。
圖43是冷卻水箱開(kāi)閉模式和控制代碼的對(duì)應(yīng)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖44是鋼板部位和控制代碼的對(duì)應(yīng)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖45是基于動(dòng)態(tài)控制部件的控制代碼修正處理的說(shuō)明圖。
圖46是第一影響系數(shù)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖47是第二影響系數(shù)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖48是第三影響系數(shù)表的結(jié)構(gòu)圖。
圖49是冷卻前溫度偏差修正部件的處理。
圖50是鋼板的長(zhǎng)度方向分段的說(shuō)明圖。
圖51是速度偏差修正部件123的處理。
圖52是基于動(dòng)態(tài)控制部件的控制代碼修正處理結(jié)果的說(shuō)明圖。
圖53是水箱模式變換部件的處理。
圖54是適應(yīng)控制部件的結(jié)構(gòu)圖。
圖55是前端適應(yīng)控制部件的處理。
圖56是穩(wěn)定適應(yīng)控制部件的處理。
圖57是表示卷繞溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
符號(hào)的說(shuō)明。
100-控制裝置；111-模型最佳預(yù)置部件；112-平滑部件；114-目標(biāo)卷繞溫度表；115-速度模式表；116-冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表；117-板溫推測(cè)模型；120-動(dòng)態(tài)控制部件；130-水箱模式變換部件；150-控制對(duì)象；153-卷繞冷卻部；1205-調(diào)整用數(shù)據(jù)庫(kù)；1206-模型調(diào)整部件。
具體實(shí)施例方式
用于實(shí)施本發(fā)明的卷繞溫度控制裝置的最佳形態(tài)如圖1所示，卷繞溫度控制裝置100把目標(biāo)卷繞溫度、鋼板的速度模式和冷卻裝置的優(yōu)先級(jí)作為輸入信息。而且，具有使用板溫推測(cè)模型，計(jì)算與實(shí)現(xiàn)所需的卷繞溫度的冷卻裝置的指令值對(duì)應(yīng)的控制代碼的模型最佳預(yù)置部件111；抑制冷卻裝置的指令值的不要的變更的冷卻裝置的指令值平滑部件112。還包含把控制代碼變換為冷卻裝置的輸出模式的冷卻水箱變換部件130。
據(jù)此，在熱軋后的鋼板的卷繞控制中，無(wú)論在鋼板長(zhǎng)度方向的哪個(gè)部位，都能取得高精度的卷繞溫度。結(jié)果，能提高鋼板的組成質(zhì)量，同時(shí)能取得接近平坦的鋼板形狀。
圖1表示本發(fā)明實(shí)施例1的卷繞溫度控制裝置和控制對(duì)象的結(jié)構(gòu)。卷繞溫度控制裝置100從控制對(duì)象150接收各種信號(hào)，對(duì)控制對(duì)象150輸出控制信號(hào)。
首先，說(shuō)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是熱軋的卷繞溫度控制線，用卷繞冷卻部153把由軋制部152的軋機(jī)157軋制的900℃～1000℃的溫度的鋼板151冷卻，用地下卷取機(jī)154卷繞。在卷繞冷卻部153設(shè)置從鋼板151的上方水冷的上部冷卻裝置158和從鋼板151的下方水冷的下部冷卻裝置159。各冷卻裝置分別具有多個(gè)組合一定數(shù)量的放出水的冷卻水箱160的庫(kù)161。
在本實(shí)施例中，以各冷卻水箱160的操作指令為打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)155計(jì)測(cè)由軋制部152軋制之后的鋼板的溫度，卷繞溫度計(jì)156計(jì)測(cè)由地下卷取機(jī)154卷繞之前的溫度。卷繞溫度控制的目的是使由卷繞溫度計(jì)156計(jì)測(cè)的溫度與目標(biāo)溫度一致。目標(biāo)溫度可以在卷材長(zhǎng)度方向的各部位一定，也可以按照各部位設(shè)定不同的值。
下面表示卷繞溫度控制裝置100的結(jié)構(gòu)。卷繞溫度控制裝置100具有用卷繞冷卻部153把鋼板155冷卻之前，計(jì)算與各冷卻水箱160的開(kāi)閉模式對(duì)應(yīng)的控制代碼的預(yù)置控制部件110。此外，具有由卷繞冷卻部153把鋼板155冷卻時(shí)，實(shí)時(shí)取得卷繞溫度計(jì)156的測(cè)定溫度等的實(shí)際，變更控制代碼的動(dòng)態(tài)控制部件120。此外，具有把控制代碼變換為各冷卻水箱160的開(kāi)閉模式的水箱模式變換部件130。以下把各冷卻水箱160的開(kāi)閉模式的集合稱作水箱模式。
預(yù)置控制部件110具有從目標(biāo)卷繞溫度表114、速度模式表115、冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表116取得信息，通過(guò)使用板溫推測(cè)模型117的運(yùn)算，計(jì)算水箱模式的模型最佳預(yù)置部件111。具有對(duì)于模型最佳預(yù)置部件111的計(jì)算結(jié)果，使水箱模式的時(shí)間的輸出平滑的冷卻裝置指令值平滑部件112。
動(dòng)態(tài)控制部件120具有使用來(lái)自卷繞溫度計(jì)156的檢測(cè)溫度，修正它和目標(biāo)溫度的偏差的卷繞溫度偏差修正部件121。此外，具有使用來(lái)自出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)155的檢測(cè)溫度，修正它和預(yù)置控制運(yùn)算時(shí)假定的出軋機(jī)一側(cè)溫度的偏差的出軋機(jī)一側(cè)溫度偏差修正部件122。此外，具有從軋機(jī)157或地下卷取機(jī)154的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算鋼板151的速度，修正計(jì)算結(jié)果和預(yù)置控制運(yùn)算時(shí)假定的鋼板速度的偏差的速度偏差修正部件123。
圖2表示目標(biāo)卷繞溫度表114的結(jié)構(gòu)。表示與鋼板的種類(鋼種)對(duì)應(yīng)，把目標(biāo)溫度分層的例子。預(yù)置控制部件110判定該卷材的鋼種，從目標(biāo)卷繞溫度表114抽出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度。
圖3表示速度模式表115的結(jié)構(gòu)。對(duì)于鋼種、板厚、板寬，鋼板151的前端從軋機(jī)157出來(lái)，由地下卷取機(jī)154卷繞之前的速度是初始速度。然后，急加速后的穩(wěn)定速度，鋼板151的后端從軋機(jī)157出來(lái)之前急減速，由地下卷取機(jī)154卷繞之前的速度是結(jié)束期速度，把各速度分層。
預(yù)置控制部件110判定該卷材的鋼種、板厚、板寬，從速度模式表115抽出對(duì)應(yīng)的速度模式。例如鋼種為SUS304，板厚3.0～4.0mm，板寬為1200mm時(shí)，設(shè)定初始速度150mpm、穩(wěn)定速度150mpm、結(jié)束期速度150mpm。
圖4表示冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表115的結(jié)構(gòu)。以下，以水箱的總數(shù)為100時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖4是對(duì)100個(gè)水箱的開(kāi)放順序賦予1～100的優(yōu)先級(jí)，對(duì)于鋼種、板厚、水箱分類(上水箱或下水箱)，存儲(chǔ)優(yōu)先開(kāi)放的冷卻水箱的順序。
考慮冷卻效率、表面和內(nèi)部的允許溫度差，決定優(yōu)先級(jí)。例如鋼板151薄時(shí)，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(kāi)放接近鋼板151的溫度高的軋機(jī)157的出來(lái)一側(cè)的水箱。在鋼板151厚時(shí)，利用基于空冷的回流，為了把表面和內(nèi)部的溫度差抑制在允許值的范圍內(nèi)，盡可能打開(kāi)的水箱不連續(xù)地賦予優(yōu)先級(jí)。通過(guò)使水冷和空冷混合存在，稍微犧牲冷卻效率，抑制鋼板151的表面和內(nèi)部的溫度差。
控制冷卻水箱，從而只開(kāi)放能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的數(shù)量。對(duì)庫(kù)、冷卻水箱，按靠近軋機(jī)157的順序賦予編號(hào)，例如(1、1)表示第一庫(kù)的第一冷卻水箱。
在圖4中，表示鋼種為SUS304，板厚為2.0～3.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，以(1、1)、(1、2)、(1、3)、(1、4)、(1、5)、(2、1)、…、(20、4)、(20、5)的順序優(yōu)先開(kāi)放。即因?yàn)楸“澹紤]冷卻效率，從軋機(jī)157出來(lái)一側(cè)的水箱按順序優(yōu)先開(kāi)放。此外，鋼種為SUS304，板厚為5.0～6.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，以(1、1)、(1、4)、(2、1)、(2、4)、(3、1)、(3、4)、…、(20、3)、(20、5)的順序優(yōu)先開(kāi)放。即表示鋼板151稍厚，所以開(kāi)放的水箱不連續(xù)地賦予優(yōu)先級(jí)。
在本實(shí)施例中，上水箱和下水箱的優(yōu)先級(jí)相同，但是也可以賦予不同的優(yōu)先級(jí)。
水箱模式由對(duì)應(yīng)的控制代碼表現(xiàn)。圖5表示預(yù)置控制部件110輸出的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)?？刂拼a0為全開(kāi)，100為全關(guān)。以下，進(jìn)行控制代碼化，使得只有優(yōu)先級(jí)1的冷卻水箱打開(kāi)的水箱開(kāi)閉模式為1，優(yōu)先級(jí)1和2的兩個(gè)冷卻水箱打開(kāi)的水箱開(kāi)閉模式為2…。
預(yù)置控制部件110對(duì)平滑部件112輸出與這樣的冷卻水箱開(kāi)閉模式對(duì)應(yīng)的控制代碼。即全部冷卻水箱打開(kāi)的狀態(tài)的控制代碼為0，全部冷卻水箱關(guān)閉的狀態(tài)的控制代碼為100(100為上或下冷卻水箱的總數(shù))。而且，如果鋼種為SUS304，板厚為2.0～3.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，就按照水箱的優(yōu)先級(jí)，決定控制代碼。例如只有(1、1)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼99，(1、1)、(1、2)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼98，(1、1)、(1、2)、(1、3)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼97。用該要領(lǐng)，以下對(duì)水箱的開(kāi)放模式賦予控制代碼，直到全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)的控制代碼0。
圖6表示模型最佳預(yù)置部件111執(zhí)行的算法。根據(jù)在S6-1中從速度模式表115取得的值，計(jì)算用于從初始速度轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定速度的加速開(kāi)始位置、用于從穩(wěn)定速度轉(zhuǎn)移到結(jié)束期速度的減速開(kāi)始位置。然后，計(jì)算從鋼板151出軋機(jī)157開(kāi)始到用地下卷取機(jī)154的卷繞結(jié)束的速度模式。分別能用以下所示的表達(dá)式1～表達(dá)式4計(jì)算加速開(kāi)始位置Saccp、加速結(jié)束位置Saccq、減速開(kāi)始位置Sdccp、減速結(jié)束位置Sdccq。
Saccp＝Lmd可是，Lmd從軋機(jī)157到地下卷取機(jī)154的距離。
Saccq＝Saccp+(Smid-Sstart)*(Smid+Sstart)/(Saccrate*2)可是，Sstart鋼板151的初始速度，Smid鋼板151的穩(wěn)定速度，Saccrate從鋼板151的初始速度到穩(wěn)定速度的加速率。
Sdccp＝Lstrip-(Smid-Send)*(Smid+Send)/(Sdccrate*2)-Lmargin可是，Lstrip鋼板151的長(zhǎng)度，Send鋼板151的結(jié)束期速度，Sdccrate從鋼板151穩(wěn)定速度到結(jié)束期速度的減速率，Lmargin表示鋼板151的尾部離開(kāi)達(dá)到何種程度前減速結(jié)束的界限。
Sdccq＝Lstrip-Lmargin按照計(jì)算的速度模式，在S6-2以后，用使用板溫推測(cè)模型117的計(jì)算算出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的水箱模式的時(shí)間變化。在本實(shí)施例中，表示按照線性反插補(bǔ)法計(jì)算水箱模式的例子。
在S6-2中關(guān)于鋼板151的各部位，定義夾著解的控制代碼的兩個(gè)控制代碼nL、nH。這里，在冷卻水箱的全開(kāi)和全關(guān)之間存在解，所以一律為nL＝0，nH＝0。這里，伴隨著控制代碼的增加，單純打開(kāi)的冷卻水箱減少，所以n1＜n2時(shí)，關(guān)于與這些水箱模式對(duì)應(yīng)的卷繞溫度Tc1、Tc2，Tc1＜Tc2成立。
接著在S6-3中，nL和nH的平均為n0。然后在S6-4中，計(jì)算與控制代碼n0對(duì)應(yīng)的卷繞溫度Tc0。S6-4關(guān)于鋼板150的長(zhǎng)度方向的各部位，從出軋機(jī)到地下卷取機(jī)卷繞，連續(xù)計(jì)算按照板溫推測(cè)模型117的溫度推測(cè)運(yùn)算，推測(cè)卷繞溫度。在S6-5中，判定推測(cè)卷繞溫度Tc0相對(duì)目標(biāo)卷繞溫度Ttarget的符號(hào)，當(dāng)Tc0＞Ttarget時(shí)，在n0和nL之間存在解，所以把n0放在nH。相反，當(dāng)Tc0＜Ttarget時(shí)，在n0和nH之間存在解，所以把n0放在nL。在S6-6中，判定算法的結(jié)束條件，在不滿足時(shí)，重復(fù)執(zhí)行S6-3～S6-5。
算法的結(jié)束把S5-3～S5-5的一定次數(shù)以上的重復(fù)結(jié)束、卷繞溫度推測(cè)Tc和目標(biāo)卷繞溫度Ttarget的偏差在一定值以下、n0與nH、nL中的任意一個(gè)一致作為條件，判定。
作為控制代碼賦予方法，可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)，使得全部冷卻水箱為關(guān)閉狀態(tài)的控制代碼為0(最小值)，全部冷卻水箱為打開(kāi)狀態(tài)的控制代碼為100(最大值)，伴隨著控制代碼的增加，卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)增加。
圖7表示與S6-4對(duì)應(yīng)的溫度推測(cè)運(yùn)算的細(xì)節(jié)。作為溫度推測(cè)運(yùn)算，表示把鋼板151在長(zhǎng)度方向和厚度方向分割，時(shí)間以一定刻度推進(jìn)、計(jì)算的所謂的前進(jìn)差分法的例子。
在S7-1中更新計(jì)算時(shí)刻，從在圖6的S6-1中生成的速度模式計(jì)算相應(yīng)時(shí)刻的板速Vt。在S7-2中，使用計(jì)算的板速，計(jì)算出軋機(jī)長(zhǎng)度。出軋機(jī)長(zhǎng)度Ln是軋制結(jié)束，從軋機(jī)出來(lái)的鋼板的長(zhǎng)度，能用表達(dá)式5計(jì)算?？墒牵琇n-1是以前時(shí)刻的出來(lái)長(zhǎng)度。
Ln＝Ln-1+Δ·Vt在S7-3中判定運(yùn)算的結(jié)束。出軋機(jī)長(zhǎng)度Ln比鋼板的全長(zhǎng)和軋機(jī)157～地下卷取機(jī)154距離的和大時(shí)，與一個(gè)卷材對(duì)應(yīng)的卷繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算全部結(jié)束，所以成為運(yùn)算結(jié)束。
當(dāng)運(yùn)算未結(jié)束時(shí)，在S7-4中進(jìn)行鋼板的溫度跟蹤。即從Ln和Ln-1的關(guān)系知道對(duì)于以前時(shí)刻的鋼板的位置，在經(jīng)過(guò)Δ時(shí)間后，鋼板前進(jìn)了多少，所以進(jìn)行把鋼板的溫度分布只移動(dòng)對(duì)應(yīng)的距離的處理。在S7-5中，對(duì)在Δ間從軋機(jī)排出的鋼板151設(shè)定冷卻前的鋼板溫度的推測(cè)值。在S7-6中，從與鋼板151的各部位對(duì)應(yīng)的水箱的開(kāi)閉信息判定各部位是水冷還是空冷。在水冷時(shí)，在S7-7中按照表達(dá)式6計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)。
hw＝9.72*105*ω0.355*{(2.5-1.15*logTw)*D/(pl*pc)}0.646/(Tsu-Tw)可是，ω水量密度，Tw水溫，D噴嘴直徑，pl線方向的噴嘴間隔，pc與線正交方向的噴嘴間隔，Tsu鋼板151的表面溫度。
表達(dá)式6是所謂的薄板冷卻時(shí)的熱傳導(dǎo)系數(shù)。作為水冷方法，此外有噴霧冷卻等各種，知道幾個(gè)熱傳導(dǎo)系數(shù)的計(jì)算式。而空冷時(shí)，按照表達(dá)式7，計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)。
hr＝σ·ε[{(273+Tsu)/100}4-{(273+Ta)/100}4]/(Tsu-Ta)可是，σ斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)(＝4.88)，ε放射率，Ta空氣溫度(℃)，Tsu鋼板151的表面溫度。
關(guān)于鋼板151的表面和背面，表達(dá)式6和表達(dá)式7分別計(jì)算。然后在S7-9中根據(jù)經(jīng)過(guò)Δ之前的溫度，加減Δ間的熱量的移動(dòng)，計(jì)算鋼板151的各部位的溫度。如果能忽略鋼板151的厚度方向的熱移動(dòng)時(shí)，關(guān)于鋼板151的長(zhǎng)度方向的各部位，就能按表達(dá)式8那樣計(jì)算。
Tn＝Tn-1-(ht+hb)*Δ/(ρ*C*B)可是，Tn現(xiàn)在的板溫，Tn-1Δ之前的板溫，ht鋼板表面的熱傳導(dǎo)系數(shù)，hb鋼板背面的熱傳導(dǎo)系數(shù)，ρ鋼板的密度，C鋼板的比熱，B鋼板厚度。
此外，有必要考慮鋼板151的厚度方向的熱傳導(dǎo)時(shí)，能通過(guò)求解熟知的熱方程式，計(jì)算。熱方程式由表達(dá)式9表示，用計(jì)算機(jī)對(duì)它進(jìn)行差分計(jì)算的方法在各種文獻(xiàn)中公開(kāi)。
T/t＝{λ/(ρ*C)}(2T/t2)可是，λ熱傳導(dǎo)率，T材料溫度。
然后，在S7-10中，從軋機(jī)157到地下卷取機(jī)154的線內(nèi)的鋼板151的全部區(qū)域中計(jì)算結(jié)束之前，重復(fù)S6-6～S7-9。此外，在S7-3中判定運(yùn)算的結(jié)束之前，重復(fù)S7-1～S7-9。
圖8表示S6-3中對(duì)鋼板151的各部位賦予的控制代碼的基于圖6的最優(yōu)化處理的變化的一個(gè)例子。在第一次處理中，在各部位是對(duì)相同的初始值(nL＝0，nH＝100)的處理，所以如圖8的第一次處理所示，在鋼板151的全部區(qū)域，賦予50。在第二次處理中，對(duì)于控制代碼50，根據(jù)鋼板151的各部位的卷繞溫度Tc0的預(yù)測(cè)結(jié)果比Ttarget大或小，賦予的控制代碼不同。在本實(shí)施例中，表示接近鋼板速度為低速的鋼板151的前端、后端的部分更新為關(guān)閉水箱的方向的控制代碼，鋼板速度為高速的鋼板151的中央部更新為打開(kāi)水箱方向的控制代碼的例子。
具體而言，如圖8的第二次處理所示，前端部、后端部在第一次的處理的S6-5中更新為nL＝50、nH＝100的結(jié)果為控制代碼更新為平均的75。而中央部在第一次的處理的S6-5中更新為nL＝0、nH＝50的結(jié)果為控制代碼更新為25。通過(guò)這樣重復(fù)圖6的S6-3～S6-6，依次更新控制代碼。
圖9表示預(yù)置控制部件110最終輸出的控制代碼的例子。在圖的例子中，鋼板151與離前端的距離對(duì)應(yīng)，以1m單位，劃分為網(wǎng)格，與網(wǎng)格對(duì)應(yīng)，分配控制代碼。冷卻裝置與鋼板的表面和背面對(duì)應(yīng)，具有上部冷卻裝置158和下部冷卻裝置159，所以作為控制代碼，與上水箱和下水箱對(duì)應(yīng)，分別輸出。在圖中，表示關(guān)于鋼板151的長(zhǎng)度方向，離前端1m的上水箱的控制代碼為95，下水箱的控制代碼為95，在500m～501m之間，上水箱的控制代碼為14，下水箱的控制代碼為14。
在圖9中，與鋼板151的同一部位對(duì)應(yīng)的上水箱和下水箱的控制代碼相同，但是也能設(shè)定不同的控制代碼。
圖10表示平滑部件112的處理結(jié)果。平滑部件112對(duì)于模型最佳預(yù)置部件111的輸出，進(jìn)行把冷卻水箱的開(kāi)閉平滑化的處理。模型最佳預(yù)置部件111輸出的控制代碼在鋼板部位3m～4m的區(qū)間中，與前后的部位相比，都小。這時(shí)，輸出一部分的冷卻水箱伴隨著部位的通過(guò)，瞬間開(kāi)閉的控制指令。
基于平滑部件112的平滑處理之后，通過(guò)把控制代碼12平滑為14，控制代碼對(duì)于鋼板部位的變化變?yōu)閱握{(diào)，消除平滑前的問(wèn)題。
即使生成冷卻水箱用短周期開(kāi)閉的指令，實(shí)際上因?yàn)槔鋮s水箱的響應(yīng)延遲，所以沒(méi)有意義。因此，進(jìn)行這樣平滑處理，把冷卻水箱的指令在時(shí)間方向平滑化。把各控制代碼與前后的控制代碼比較，都大或小時(shí)，通過(guò)使它與前或后的控制代碼一致的簡(jiǎn)單處理，能實(shí)現(xiàn)平滑化。
預(yù)置控制部件110輸出的控制代碼由動(dòng)態(tài)控制部件120，在實(shí)際冷卻鋼板151時(shí)，實(shí)時(shí)修正。動(dòng)態(tài)控制部件120具有使用來(lái)自卷繞溫度計(jì)156的檢測(cè)溫度，修正它與目標(biāo)溫度的偏差的卷繞溫度偏差修正部件121。此外，具有使用來(lái)自出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)155的檢測(cè)溫度，修正它與預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的出軋機(jī)一側(cè)溫度的偏差的出軋機(jī)一側(cè)溫度偏差修正部件122。還具有從軋機(jī)157或地下卷取機(jī)154的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算鋼板151的速度，修正計(jì)算結(jié)果和預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的鋼板速度的偏差的速度偏差修正部件123。把這些修正量的總和換算為控制代碼的變化量，作為動(dòng)態(tài)控制部件120的修正量輸出。修正量的計(jì)算能由PI控制等的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。按照輸出的修正量，修正預(yù)置控制部件110輸出的控制代碼。
圖11表示動(dòng)態(tài)控制部件120修正預(yù)置控制部件110輸出的控制代碼時(shí)的修正結(jié)果的例子。鋼板部位5m～6m的控制代碼從12修正為14。
圖12表示水箱模式變換部件130執(zhí)行的算法。在S11-1中，計(jì)算通過(guò)冷卻水箱的正下方的鋼板151離前端的距離Lh。通?？刂蒲b置100為了以各種目的使用，具有這樣的距離信息。
在S11-2中判定Lh是否比0小，在小時(shí)，鋼板151未到達(dá)冷卻水箱，所以跳出處理，進(jìn)入S11-6。大時(shí)，鋼板151到達(dá)冷卻水箱，所以在S11-3中抽出與距離Lh對(duì)應(yīng)的控制代碼。即比對(duì)Lh和圖9的鋼板部位，抽出與Lh對(duì)應(yīng)的部位的上水箱控制代碼和下水箱控制代碼。
在S11-4中從控制代碼抽出冷卻水箱開(kāi)閉模式。使用圖5的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)，決定開(kāi)放到優(yōu)先級(jí)多少的冷卻水箱。在S11-5中，使用冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表115中存儲(chǔ)的信息，具體確定開(kāi)放的冷卻水箱，最終決定該冷卻水箱的開(kāi)閉。在S11-6中，判定關(guān)于全部冷卻水箱的運(yùn)算是否結(jié)束，在未結(jié)束時(shí)，在結(jié)束之前，重復(fù)S11-1～S11-5的處理。
在本實(shí)施例中，以冷卻水箱數(shù)上下都為100時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，但是作為水箱數(shù)，按照設(shè)備，可以是各種數(shù)。在本實(shí)施例中，設(shè)置平滑部件1112，但是也考慮省略的結(jié)構(gòu)。
說(shuō)明其他實(shí)施例。在本實(shí)施例中，表示作為工廠制造機(jī)從遠(yuǎn)程使用因特網(wǎng)的服務(wù)，進(jìn)行水冷模型或空冷模型的調(diào)整的情形。圖13表示本實(shí)施例的系統(tǒng)的全體結(jié)構(gòu)。
制造機(jī)把控制裝置100從控制對(duì)象150取得的卷繞溫度、與它對(duì)應(yīng)的水箱模式、鋼板151的速度、出軋機(jī)一側(cè)溫度等的實(shí)際數(shù)據(jù)或板厚、板寬等主要信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)1211、服務(wù)器1210、線路網(wǎng)1203取到本公司的服務(wù)器1204。然后存儲(chǔ)到調(diào)整用數(shù)據(jù)庫(kù)1205中。
制造機(jī)1202具有模型調(diào)整部件1206，按照來(lái)自鋼鐵公司1201的要求，使用調(diào)整用數(shù)據(jù)庫(kù)1205中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)施例1中描述的hr、hw、λ的修正計(jì)算，把計(jì)算結(jié)果發(fā)送給鋼鐵公司1201。修正計(jì)算如“以高精度進(jìn)行模型調(diào)整的調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方式”(電氣學(xué)會(huì)論文雜志D、平成7年4月號(hào))中表示一個(gè)例子那樣，知道各種方式。模型調(diào)整的等價(jià)可以與調(diào)整次數(shù)對(duì)應(yīng)，也可以是與調(diào)整的結(jié)果提高的控制結(jié)果對(duì)應(yīng)的成果報(bào)酬。
所述實(shí)施例能廣泛應(yīng)用于熱軋線的冷卻控制。
圖14表示其他實(shí)施例。卷繞溫度控制裝置1100從控制對(duì)象1150接收各種信號(hào)，把控制信號(hào)對(duì)控制對(duì)象1150輸出。首先說(shuō)明控制對(duì)象1150的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，控制對(duì)象1150是熱軋的卷繞溫度控制線，用卷繞冷卻部1153把由軋制部1152的軋機(jī)1157軋制的900℃～1000℃的溫度的鋼板1151冷卻，用地下卷取機(jī)1154卷繞。在卷繞冷卻部1153設(shè)置從鋼板1151的上方水冷的上部冷卻裝置1158和從鋼板1151的下方水冷的下部冷卻裝置1159，各冷卻裝置分別具有多個(gè)組合一定數(shù)量的放出水的冷卻水箱1160的庫(kù)1161。在本實(shí)施例中，以各冷卻水箱1160的操作指令為打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155計(jì)測(cè)由軋制部1152軋制之后的鋼板的溫度，卷繞溫度計(jì)1156計(jì)測(cè)由地下卷取機(jī)1154卷繞之前的溫度。在本實(shí)施例中，作為冷卻前的溫度，使用出軋機(jī)一側(cè)溫度。卷繞溫度控制的目的是使由卷繞溫度計(jì)1156計(jì)測(cè)的溫度與目標(biāo)溫度一致。目標(biāo)溫度可以在卷材長(zhǎng)度方向的各部位一定，也可以按照各部位設(shè)定不同的值。
下面表示卷繞溫度控制裝置1100的結(jié)構(gòu)。卷繞溫度控制裝置1100具有用卷繞冷卻部1153把鋼板1155冷卻之前，計(jì)算與各冷卻水箱1160的開(kāi)閉模式對(duì)應(yīng)的控制代碼的預(yù)置控制部件1110；在鋼板1151由卷繞冷卻部1153冷卻時(shí)，實(shí)時(shí)取得卷繞溫度計(jì)1156的測(cè)定溫度等的實(shí)際，變更控制代碼的動(dòng)態(tài)控制部件1120；把控制代碼變換為各冷卻水箱1160的開(kāi)閉模式的水箱模式變換部件1130。由把模型最佳預(yù)置部件1111使用的常數(shù)中必要的常數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)控制部件1120輸出的預(yù)置信息傳遞部件1118構(gòu)成。預(yù)置信息傳遞部件1118至少把鋼板的目標(biāo)卷繞溫度、鋼板的速度進(jìn)度表、出軋機(jī)一側(cè)板溫對(duì)動(dòng)態(tài)控制部件1120輸出。
以下把各冷卻水箱1160的開(kāi)閉模式的集合稱作水箱模式。預(yù)置控制部1111具有從目標(biāo)卷繞溫度表1114、速度模式表1115、冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表1116取得信息，通過(guò)使用板溫推測(cè)模型1117的運(yùn)算，計(jì)算水箱模式的模型最佳預(yù)置部件1111；對(duì)于模型最佳預(yù)置部件1111的計(jì)算結(jié)果，使水箱模式的時(shí)間的輸出平滑的冷卻裝置指令值平滑部件1112。此外，動(dòng)態(tài)控制部件1120具有使用來(lái)自卷繞溫度計(jì)1156的檢測(cè)溫度，計(jì)算修正它和目標(biāo)溫度的偏差所必要的水箱的開(kāi)閉數(shù)的卷繞溫度偏差修正部件1121；使用來(lái)自出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155的檢測(cè)溫度，計(jì)算修正它和預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的出軋機(jī)一側(cè)溫度的偏差所必要的水箱的開(kāi)閉數(shù)的冷卻前溫度偏差修正部件1122；從軋機(jī)1157或地下卷取機(jī)1154的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算鋼板1151的速度，計(jì)算修正計(jì)算結(jié)果和預(yù)置控制運(yùn)算時(shí)假定的鋼板速度的偏差所必要的水箱的開(kāi)閉數(shù)的速度偏差修正部件1123。還具有這些計(jì)算中使用的影響系數(shù)表1124；著眼于鋼板長(zhǎng)度方向的各部位，合成卷繞溫度偏差修正部件1121、冷卻前溫度偏差修正部件1122、速度偏差修正部件1123的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算動(dòng)態(tài)控制部件1120的輸出的操作量合成部件1125。
圖15表示目標(biāo)卷繞溫度表1114的結(jié)構(gòu)。表示與鋼板的種類(鋼種)對(duì)應(yīng)，把目標(biāo)溫度分層的例子。預(yù)置控制部件1110判定該卷材的鋼種，從目標(biāo)卷繞溫度表1114抽出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度。
圖16表示速度模式表1115的結(jié)構(gòu)。對(duì)于鋼種、板厚、板寬，分層為鋼板1151的前端從軋機(jī)1157出來(lái)，由地下卷取機(jī)1154卷繞之前的速度(初始速度)；然后，急加速后的穩(wěn)定速度；鋼板1151的后端從軋機(jī)1157出來(lái)之前急減速，由地下卷取機(jī)1154卷繞之前的速度(結(jié)束期速度)。預(yù)置控制部件1110判定該卷材的鋼種、板厚、板寬，從速度模式表1115抽出對(duì)應(yīng)的速度模式。例如表示鋼種為SUS304，板厚3.0～4.0mm，板寬為1200mm時(shí)，設(shè)定初始速度150mpm、穩(wěn)定速度150mpm、結(jié)束期速度150mpm。
圖17表示冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表1115的結(jié)構(gòu)。以下，以水箱的總數(shù)為100時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖17是對(duì)100個(gè)水箱的開(kāi)放順序賦予1～100的優(yōu)先級(jí)，對(duì)于鋼種、板厚、水箱分類(上水箱或下水箱)，存儲(chǔ)優(yōu)先開(kāi)放的冷卻水箱的順序。考慮冷卻效率、表面和內(nèi)部的允許溫度差，決定優(yōu)先級(jí)。例如鋼板1151薄時(shí)，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(kāi)放接近鋼板1151的溫度高的軋機(jī)1157的出來(lái)一側(cè)的水箱。在鋼板1151厚時(shí)，利用基于空冷的回流，為了把表面和內(nèi)部的溫度差抑制在允許值的范圍內(nèi)，盡可能打開(kāi)的水箱不連續(xù)地賦予優(yōu)先級(jí)。通過(guò)使水冷和空冷混合存在，稍微犧牲冷卻效率，抑制鋼板1151的表面和內(nèi)部的溫度差?？刂评鋮s水箱，使得只開(kāi)放能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的數(shù)量。對(duì)庫(kù)、冷卻水箱，按靠近軋機(jī)1157的順序賦予編號(hào)，例如(1、1)表示第一庫(kù)的第一冷卻水箱。在圖中，表示鋼種為SUS304，板厚為2.0～3.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，以(1、1)、(1、2)、(1、3)、(1、4)、(1、5)、(2、1)、…、(20、4)、(20、5)的順序優(yōu)先開(kāi)放。即因?yàn)楸“?，考慮冷卻效率，從軋機(jī)1157出來(lái)一側(cè)的水箱按順序優(yōu)先開(kāi)放。此外，鋼種為SUS304，板厚為5.0～6.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，以(1、1)、(1、4)、(2、1)、(2、4)、(3、1)、(3、4)、…、(20、3)、(20、5)的順序優(yōu)先開(kāi)放。即表示鋼板151稍厚，所以開(kāi)放的水箱不連續(xù)地賦予優(yōu)先級(jí)。在本實(shí)施例中，上水箱和下水箱的優(yōu)先級(jí)相同，但是也可以賦予不同的優(yōu)先級(jí)。
水箱模式由對(duì)應(yīng)的控制代碼表現(xiàn)。圖18表示預(yù)置控制部件1110輸出的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)。控制代碼0為全開(kāi)，100為全關(guān)。以下，進(jìn)行控制代碼化，使得只有優(yōu)先級(jí)1的冷卻水箱打開(kāi)的水箱開(kāi)閉模式為1，優(yōu)先級(jí)1和2的兩個(gè)冷卻水箱打開(kāi)的水箱開(kāi)閉模式為2…。預(yù)置控制部件1110對(duì)平滑部件1112輸出與這樣的冷卻水箱開(kāi)閉模式對(duì)應(yīng)的控制代碼。即全部冷卻水箱打開(kāi)的狀態(tài)的控制代碼為0，全部冷卻水箱關(guān)閉的狀態(tài)的控制代碼為100(100為上或下冷卻水箱的總數(shù))。而且，如果鋼種為SUS304，板厚為2.0～3.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，就按照水箱的優(yōu)先級(jí)，只有(1、1)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼99，(1、1)、(1、2)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼98，(1、1)、(1、2)、(1、3)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼97，用該要領(lǐng)，以下對(duì)水箱的開(kāi)放模式賦予控制代碼，直到全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)的控制代碼0。
圖19表示模型最佳預(yù)置部件1111執(zhí)行的算法。根據(jù)在S16-1中從速度模式表1115取得的值，計(jì)算用于從初始速度轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定速度的加速開(kāi)始位置、用于從穩(wěn)定速度轉(zhuǎn)移到結(jié)束期速度的減速開(kāi)始位置，計(jì)算從鋼板1151出軋機(jī)1157開(kāi)始到用地下卷取機(jī)1154的卷繞結(jié)束的速度模式。分別能用以下所示的表達(dá)式10～表達(dá)式13計(jì)算加速開(kāi)始位置Saccp、加速結(jié)束位置Saccq、減速開(kāi)始位置Sdccp、減速結(jié)束位置Sdccq。
Saccp＝Lmd可是，Lmd從軋機(jī)1157到地下卷取機(jī)1154的距離。
Saccq＝Saccp+(Smid-Sstart)*(Smid+Sstart)/(Saccrate*2)可是，Sstart鋼板1151的初始速度，Smid鋼板1151的穩(wěn)定速度，Saccrate從鋼板1151的初始速度到穩(wěn)定速度的加速率。
Sdccp＝Lstrip-(Smid-Send)*(Smid+Send)/(Sdccrate*2)-Lmargin可是，Lstrip鋼板1151的長(zhǎng)度，Send鋼板1151的結(jié)束期速度，Sdccrate從鋼板1151穩(wěn)定速度到結(jié)束期速度的減速率，Lmargin表示鋼板1151的尾部離開(kāi)達(dá)到何種程度前減速結(jié)束的界限。
Sdccq＝Lstrip-Lmargin按照計(jì)算的速度模式，在S16-2以后，用使用板溫推測(cè)模型1117的運(yùn)算來(lái)算出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的水箱模式的時(shí)間變化。在本實(shí)施例中，表示按照線性反插補(bǔ)法計(jì)算水箱模式的例子。
在S16-2中關(guān)于鋼板1151的各部位，定義夾著解的控制代碼的兩個(gè)控制代碼nL、nH。這里，在冷卻水箱的全開(kāi)和全關(guān)之間存在解，所以一律為nL＝0，nH＝100。這里，伴隨著控制代碼的增加，單純打開(kāi)的冷卻水箱減少，所以n1＜n2時(shí)，關(guān)于與這些水箱模式對(duì)應(yīng)的卷繞溫度Tc1、Tc2，Tc1＜Tc2成立。接著在S16-3中，nL和nH的平均為n0。然后在S16-4中，計(jì)算與控制代碼n0對(duì)應(yīng)的卷繞溫度Tc0。S16-4關(guān)于鋼板1151的長(zhǎng)度方向的各部位，從出軋機(jī)到地下卷取機(jī)卷繞，連續(xù)計(jì)算按照板溫推測(cè)模型1117的溫度推測(cè)運(yùn)算，推測(cè)卷繞溫度。在S16-5中，判定推測(cè)卷繞溫度Tc0相對(duì)于目標(biāo)卷繞溫度Ttarget的符號(hào)，當(dāng)Tc0＞Ttarget時(shí)，在n0和nL之間存在解，所以把n0放在nH。相反，當(dāng)Tc0＜Ttarget時(shí)，在n0和nH之間存在解，所以把n0放在nL。在S16-6中，判定算法的結(jié)束條件，在不滿足時(shí)，重復(fù)執(zhí)行S16-3～S16-5。
算法的結(jié)束把S15-3～S15-5的一定次數(shù)以上的重復(fù)結(jié)束、卷繞溫度推測(cè)Tc和目標(biāo)卷繞溫度Ttarget的偏差在一定值以下、n0與nH、nL中的任意一個(gè)一致作為條件，判定。
作為控制代碼賦予方法，全部冷卻水箱為關(guān)閉狀態(tài)的控制代碼為0，全部冷卻水箱為打開(kāi)狀態(tài)的控制代碼為100，即使與此對(duì)應(yīng)賦予，也相同。
圖20表示與S16-4對(duì)應(yīng)的溫度推測(cè)計(jì)算的細(xì)節(jié)。作為溫度推測(cè)運(yùn)算，表示把鋼板1151在長(zhǎng)度方向和厚度方向分割，時(shí)間以一定刻度Δ推進(jìn)、計(jì)算的所謂的前進(jìn)差分法的例子。在S17-1中更新計(jì)算時(shí)刻，從在圖19的S16-1中生成的速度模式計(jì)算相應(yīng)時(shí)刻的板速Vt。在S17-2中，使用計(jì)算的板速，計(jì)算出軋機(jī)長(zhǎng)度。出軋機(jī)長(zhǎng)度Ln是軋制結(jié)束，從軋機(jī)出來(lái)的鋼板的長(zhǎng)度，能用表達(dá)式計(jì)算?？墒?，Ln-1是以前時(shí)刻的出來(lái)長(zhǎng)度。
Ln＝Ln-1+Δ·Vt在S17-3中判定運(yùn)算的結(jié)束。出軋機(jī)長(zhǎng)度Ln比鋼板1151的全長(zhǎng)和軋機(jī)1157到地下卷取機(jī)1154距離的和大時(shí)，與一個(gè)卷材對(duì)應(yīng)的卷繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算全部結(jié)束，所以運(yùn)算結(jié)束。當(dāng)運(yùn)算未結(jié)束時(shí)，在S17-4中進(jìn)行鋼板的溫度跟蹤。即從Ln和Ln-1的關(guān)系知道對(duì)于以前時(shí)刻的鋼板的位置，在經(jīng)過(guò)Δ時(shí)間后，鋼板前進(jìn)了多少，所以進(jìn)行把鋼板的溫度分布只移動(dòng)對(duì)應(yīng)的距離的處理。在S17-5中，對(duì)在Δ間從軋機(jī)排出的鋼板1151設(shè)定冷卻前的鋼板溫度的推測(cè)值。在S17-6中，從與鋼板1151的各部位對(duì)應(yīng)的水箱的開(kāi)閉信息判定各部位是水冷還是空冷。在水冷時(shí)，在S17-7中按照表達(dá)式15計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)。
hw＝9.72*105*ω0.355*{(2.5-1.15*logTw)*D/(pl*pc)}0.646/(Tsu·Tw)可是，ω水量密度Tw水溫D噴嘴直徑
pl線方向的噴嘴間隔pc與線正交方向的噴嘴間隔Tsu鋼板1151的表面溫度表達(dá)式15是所謂的薄板冷卻時(shí)的熱傳導(dǎo)系數(shù)。作為水冷方法，此外有噴霧冷卻等各種，知道幾個(gè)熱傳導(dǎo)系數(shù)的計(jì)算式。
而空冷時(shí)，按照表達(dá)式16，計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)。
hr＝σ·ε[{(273+Tsu)/100}4-{(273+Ta)/100}4]/(Tsu·Ta)可是，σ斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)(＝4.88)ε放射率Ta空氣溫度(℃)Tsu鋼板1151的表面溫度關(guān)于鋼板1151的表面和背面，表達(dá)式15和表達(dá)式16分別計(jì)算。然后，根據(jù)經(jīng)過(guò)Δ之前的溫度，加減Δ間的熱量的移動(dòng)，計(jì)算鋼板1151的各部位的溫度。如果能忽略鋼板1151的厚度方向的熱移動(dòng)時(shí)，關(guān)于鋼板1151的長(zhǎng)度方向的各部位，就能按表達(dá)式17那樣計(jì)算。
Tn＝Tn-1-(ht+hb)*Δ/(ρ*C*B)可是，Tn現(xiàn)在的板溫Tn-1Δ之前的板溫ht鋼板表面的熱傳導(dǎo)系數(shù)hb鋼板背面的熱傳導(dǎo)系數(shù)ρ鋼板的密度C鋼板的比熱B鋼板厚度此外，有必要考慮鋼板1151的厚度方向的熱傳導(dǎo)時(shí)，能通過(guò)求解熟知的熱方程式，計(jì)算。熱方程式由表達(dá)式18表示，用計(jì)算機(jī)對(duì)它進(jìn)行差分計(jì)算的方法在各種文獻(xiàn)中公開(kāi)。
T/t＝{λ/(ρ*C)}(2T/t2)可是，λ熱傳導(dǎo)率T材料溫度然后，在S7-10中，從軋機(jī)1157到地下卷取機(jī)1154的線內(nèi)的鋼板1151的全部區(qū)域中計(jì)算結(jié)束之前，重復(fù)S16-6～S17-9。此外，在S17-3中判定運(yùn)算的結(jié)束之前，重復(fù)S17-1～S17-9。
圖21表示S16-3中對(duì)鋼板1151的各部位賦予的控制代碼的基于圖19的最優(yōu)化處理的變化的一個(gè)例子。在第一次處理中，在各部位是對(duì)相同的初始值(nL＝0，nH＝100)的處理，所以如圖21的第一次處理所示，在鋼板1151的全部區(qū)域，賦予50。在第二次處理中，對(duì)于控制代碼50，根據(jù)鋼板1151的各部位的卷繞溫度Tc0的預(yù)測(cè)結(jié)果比Ttarget大或小，賦予的控制代碼不同。在本實(shí)施例中，表示接近鋼板速度為低速的鋼板1151的前端、后端的部分更新為關(guān)閉水箱的方向的控制代碼，鋼板速度為高速的鋼板151的中央部更新為打開(kāi)水箱方向的控制代碼的例子。具體而言，如圖21的第二次處理所示，前端部、后端部在第一次的處理的S16-5中更新為nL＝50、nH＝100的結(jié)果為控制代碼更新為平均的75。而中央部在第一次的處理的S16-5中更新為nL＝0、nH＝50的結(jié)果為控制代碼更新為25。通過(guò)這樣重復(fù)圖19的S16-3～S16-6，依次更新控制代碼。
圖22表示預(yù)置控制部件1110最終輸出的控制代碼的例子。在圖的例子中，鋼板1151與離前端的距離對(duì)應(yīng)，以1m單位，劃分為網(wǎng)格，與網(wǎng)格對(duì)應(yīng)，分配控制代碼。冷卻裝置與鋼板的表面和背面對(duì)應(yīng)，具有上部冷卻裝置1158和下部冷卻裝置1159，所以作為控制代碼，與上水箱和下水箱對(duì)應(yīng)，分別輸出。在圖中，表示關(guān)于鋼板1151的長(zhǎng)度方向，離前端1m的上水箱的控制代碼為95，下水箱的控制代碼為95，在500m～501m之間，上水箱的控制代碼為14，下水箱的控制代碼為14。在圖21中，與鋼板1151的同一部位對(duì)應(yīng)的上水箱和下水箱的控制代碼相同，但是也能設(shè)定不同的控制代碼。
圖20表示平滑部件1112的處理結(jié)果。平滑部件1112對(duì)于模型最佳預(yù)置部件1111的輸出，進(jìn)行把冷卻水箱的開(kāi)閉平滑化的處理。在圖23中，模型最佳預(yù)置部件1111輸出的控制代碼在鋼板部位3m～4m的區(qū)間中，與前后的部位相比，都小。這時(shí)，輸出一部分的冷卻水箱伴隨著部位的通過(guò)，瞬間開(kāi)閉的控制指令?；谄交考?112的平滑處理之后，通過(guò)把控制代碼12平滑為14，控制代碼對(duì)于鋼板部位的變化變?yōu)閱握{(diào)，能消除平滑前的問(wèn)題。即使生成冷卻水箱用短周期開(kāi)閉的指令，實(shí)際上因?yàn)槔鋮s水箱的響應(yīng)延遲，所以沒(méi)有意義。因此，進(jìn)行這樣平滑處理，把冷卻水箱的指令在時(shí)間方向平滑化。把各控制代碼與前后的控制代碼比較，都大或小時(shí)，通過(guò)使它與前或后的控制代碼一致的簡(jiǎn)單處理，能實(shí)現(xiàn)平滑化。
圖24表示動(dòng)態(tài)控制部件120的結(jié)構(gòu)。預(yù)置控制部件1110輸出的控制代碼由動(dòng)態(tài)控制部件1120，在實(shí)際冷卻鋼板1151時(shí)，實(shí)時(shí)修正。動(dòng)態(tài)控制部件1120具有使用來(lái)自卷繞溫度計(jì)1156的檢測(cè)溫度，修正它與目標(biāo)溫度的偏差的卷繞溫度偏差修正部件1121；使用來(lái)自出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155的檢測(cè)溫度，修正它與預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的冷卻前溫度的偏差的冷卻前溫度偏差修正部件1122；從軋機(jī)1157或地下卷取機(jī)1154的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算鋼板1151的速度，修正計(jì)算結(jié)果和預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的鋼板速度的偏差的速度偏差修正部件1123。還具有修正量的計(jì)算時(shí)使用的影響系數(shù)表1124。修正量的總和由操作量合成部件1125按鋼板1151的長(zhǎng)度方向的各部位換算為控制代碼的變化量，從動(dòng)態(tài)控制部件1120輸出。
下面，詳細(xì)說(shuō)明各部位的動(dòng)作。影響系數(shù)表1124具有存儲(chǔ)相對(duì)于控制代碼的變化的卷繞溫度的變化的第一影響系數(shù)表11101、存儲(chǔ)相對(duì)于鋼板速度的變化的卷繞溫度的變化的第二影響系數(shù)表11102、存儲(chǔ)相對(duì)于冷卻前溫度的變化的卷繞溫度的變化的第三影響系數(shù)表11103。
圖25表示第一影響系數(shù)表11101的結(jié)構(gòu)。在第一影響系數(shù)表11101中，把打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)冷卻水箱1160時(shí)的卷繞溫度Tc的變化量所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Tc/Δn(℃)由板厚、板速、控制代碼分層存儲(chǔ)。在圖的例子中，表示板厚在3mm以下，鋼板1151的速度在150mpm以下，控制代碼n在9以下時(shí)，(Tc/Δn)＝3.0℃，如果打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)冷卻水箱1160，則由卷繞溫度計(jì)1156計(jì)測(cè)的卷繞溫度Tc下降或上升3℃。也能減少分層項(xiàng)目，也考慮追加冷卻前溫度。
圖26表示第二影響系數(shù)表11102的結(jié)構(gòu)。在第二影響系數(shù)表11102中，把鋼板1151的速度增加或減少1mpm時(shí)的卷繞溫度Tc的變化量所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Tc/V(℃/mpm)由板厚、板速、控制代碼分層存儲(chǔ)。在圖的例子中，表示板厚在3mm以下，鋼板1151的速度在150mpm以下，控制代碼n在9以下時(shí)，(Tc/V)＝2.2℃，如果把鋼板1151的速度增加或減少1mpm，則由卷繞溫度計(jì)1156計(jì)測(cè)的卷繞溫度Tc下降或上升2.2℃。也同樣能減少分層項(xiàng)目，也考慮追加冷卻前溫度。
圖27表示第三影響系數(shù)表11103的結(jié)構(gòu)。在第三影響系數(shù)表11103中，把由出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155計(jì)測(cè)的鋼板1151的冷卻前溫度增加或減少1℃時(shí)的的卷繞溫度Tc的變化量所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Tc/Tf由板厚、板速、控制代碼分層存儲(chǔ)。在圖的例子中，表示板厚在3mm以下，鋼板1151的速度在150mpm以下，控制代碼n在9以下時(shí)，(Tc/V)＝0.9℃，冷卻前溫度的計(jì)測(cè)值高或低1℃時(shí)，由卷繞溫度計(jì)1156計(jì)測(cè)的卷繞溫度Tc下降或上升0.9℃。也同樣能減少分層項(xiàng)目，也考慮追加冷卻前溫度。
下面，說(shuō)明卷繞溫度偏差修正部件1121的處理。卷繞溫度偏差修正部件1121以一定周期起動(dòng)，進(jìn)行卷繞溫度FB控制。即卷繞溫度偏差修正部件1121具有對(duì)于卷繞溫度相對(duì)目標(biāo)溫度的偏差大小，計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂拼a的變更量的卷繞溫度偏差修正量計(jì)算部件11104。卷繞溫度偏差修正量計(jì)算部件11104取得在設(shè)置時(shí)假定的Tc和由卷繞溫度計(jì)1156計(jì)測(cè)的Tc的差分，從第一影響系數(shù)表11101取得相當(dāng)于當(dāng)前的狀態(tài)的分層的影響系數(shù)Tc/Δn，通過(guò)以下的運(yùn)算，計(jì)算控制代碼的變更量。
Δn1＝G1·{1/(Tc/Δn)}·ΔTc可是，Δn1基于卷繞溫度FB控制的控制代碼變化量G1常數(shù)(卷繞溫度FB控制增益)(Tc/Δn)從第一影響系數(shù)表11101抽出的相應(yīng)分層的影響系數(shù)ΔTc卷繞溫度偏差而冷卻前溫度偏差修正部件1122也同樣以一定周期起動(dòng)，進(jìn)行冷卻前溫度偏差前饋控制。即冷卻前溫度偏差修正部件1122具有對(duì)于預(yù)置計(jì)算時(shí)假定的冷卻前溫度與由出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155檢測(cè)的出軋機(jī)一側(cè)溫度的偏差的大小，計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂拼a的變更量的冷卻前溫度偏差修正量計(jì)算部件11105；決定把計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于鋼板1151的長(zhǎng)度方向的哪個(gè)部位的應(yīng)用部位決定部件11108。冷卻前溫度偏差修正量計(jì)算部件11105取得在設(shè)置中假定的Tf和由出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155檢測(cè)的Tf的差分ΔTf，從第一影響系數(shù)表11101和第三影響系數(shù)表11103取得相當(dāng)于當(dāng)前狀態(tài)的分層的影響系數(shù)(Tc/Δn)、(Tc/Tf)，通過(guò)以下的運(yùn)算，計(jì)算控制代碼的變更量。
Δn2＝G2·(Δn/Tf)·ΔTf＝G2·{1/(Tc/Δn)}·(Tc/Tf)·ΔTf可是，Δn2基于冷卻前溫度偏差FF控制的控制代碼變化量G2常數(shù)(冷卻前溫度偏差FF控制增益)(Tc/Tf)從第三影響系數(shù)表11103抽出的相應(yīng)分層的影響系數(shù)ΔTf出軋機(jī)一側(cè)溫度偏差計(jì)算的Δn2對(duì)應(yīng)用部位決定部件11108輸出。
圖28表示應(yīng)用部位決定部件11108的處理。這里，對(duì)鋼板1151，如圖29所示，在長(zhǎng)度方向定義段11601。在圖的例子中，從鋼板前端到鋼板后端，定義n個(gè)段，分別賦予段編號(hào)。即對(duì)鋼板前端的段賦予1，以下對(duì)鋼板后端的段賦予n。在S115-1中，取得出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155設(shè)置位置的段編號(hào)。這里取得的段編號(hào)為i。鋼鐵系統(tǒng)的控制裝置通常計(jì)算鋼板1151的跟蹤信息，在各種用途中使用。即周期地計(jì)算鋼板1151的開(kāi)始位置(從軋機(jī)157出來(lái)的長(zhǎng)度)、末端位置，所以從該信息與出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155的安裝位置的關(guān)系，能確定出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155設(shè)置位置的段編號(hào)。接著，在S115-2中，取得冷卻前溫度偏差修正量計(jì)算部件11105的輸出Δn2。然后，S115-3、在S115-1中取得的出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)1155設(shè)置位置的段編號(hào)i登記Δn2。以下，該值為(Δn2)i。
速度偏差修正量計(jì)算部件11106也同樣以一定周期起動(dòng)，進(jìn)行速度偏差前饋控制。即速度偏差修正量計(jì)算部件11106具有對(duì)于預(yù)置計(jì)算時(shí)假定的鋼板速度與實(shí)際的鋼板速度的偏差的大小，計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂拼a的變更量的速度偏差修正量計(jì)算部件11106；決定把計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于鋼板1151的長(zhǎng)度方向的哪個(gè)部位的應(yīng)用部位決定部件11109。速度偏差修正量計(jì)算部件11106取得設(shè)置中假定的鋼板速度和實(shí)際速度的偏差ΔV，從第一影響系數(shù)表11101和第二影響系數(shù)表11102取得相當(dāng)于當(dāng)前狀態(tài)的分層的影響系數(shù)(Tc/Δn)、(Tc/V)，通過(guò)以下的計(jì)算，計(jì)算控制代碼的變更量。
Δn3＝G3·(Δn/V)·ΔV＝G3·{1/(Tc/Δn)}·(Tc/V)·ΔV可是，Δn3基于板速偏差FF控制的控制代碼變化量G3常數(shù)(板速偏差FF控制增益)(Tc/V)從第二影響系數(shù)表11102抽出的相應(yīng)分層的影響系數(shù)ΔV板速偏差計(jì)算的Δn3對(duì)應(yīng)用部位決定部件11109輸出。
圖30表示應(yīng)用部位決定部件11109的處理。在S17-1中，從鋼板1151的跟蹤信息取得位于卷繞冷卻部1153的侵入位置和排出位置的鋼板的鋼板段編號(hào)。接著在S17-2中，從取得的段編號(hào)決定需要控制代碼的修正的段，計(jì)算各段的修正比。鋼板段編號(hào)i的修正比Ri能用以下的表達(dá)式計(jì)算。
Ri＝(i-I1)/(I2～I(xiàn)1)可是，I1冷卻裝置排出位置的鋼板段編號(hào)I2冷卻裝置進(jìn)入位置的鋼板段編號(hào)然后，在S17-3中，取得速度偏差修正量計(jì)算部件11106的輸出Δn3。在S17-4中，從Δn3和S17-2中計(jì)算的修正比，計(jì)算各段的控制代碼修正量，登記到相應(yīng)的段編號(hào)中。鋼板段編號(hào)i的修正量Δn3能用以下的表達(dá)式計(jì)算。
Δnri＝Δn3×Ri下面，說(shuō)明操作量合成部件1125的處理。操作量合成部件1125把由卷繞溫度偏差修正部件121計(jì)算的Δn1、(Δn2)i、(Δn3)i相加，計(jì)算各鋼板段的操作量。具體而言，用表達(dá)式24計(jì)算關(guān)于鋼板段i的動(dòng)態(tài)控制部件1120的輸出Ndi。
Ndi＝{Δn1+(Δn2)i+(Δn3)i}動(dòng)態(tài)控制部件1120輸出計(jì)算的修正量，按照該值，修正預(yù)置控制部件1110輸出的控制代碼。
以上的基于動(dòng)態(tài)控制部件1120的修正量計(jì)算可以不關(guān)于全部鋼板段進(jìn)行，通過(guò)限定在卷繞冷卻裝置1153作為冷卻對(duì)象的鋼板段，進(jìn)行所述處理，簡(jiǎn)化計(jì)算。
圖31表示動(dòng)態(tài)控制部件1120修正預(yù)置控制部件1110輸出的控制代碼時(shí)的修正結(jié)果的例子。在圖中，鋼板部位5m～6m的控制代碼從12修正為10。在本實(shí)施例中，各修正量計(jì)算部件11104～11106以一定周期起動(dòng)，但是作為起動(dòng)方法，考慮鋼板1151從軋機(jī)1157出來(lái)一定長(zhǎng)度的每個(gè)定時(shí)。
圖32表示水箱模式變換部件1130執(zhí)行的算法。在S119-1中，計(jì)算通過(guò)冷卻水箱正下方的鋼板1151離前端的距離Lh。通?？刂蒲b置1100具有這樣的距離信息，以各種目的使用。在S119-2中，判定Lh是否比0小，在小時(shí)，鋼板1151未到達(dá)相應(yīng)的冷卻水箱，所以跳出處理，進(jìn)入S119-6。大時(shí)，鋼板1151到達(dá)相應(yīng)的冷卻水箱，所以在S119-3中，抽出與距離Lh對(duì)應(yīng)的控制代碼。即比對(duì)Lh和圖21的鋼板部位，抽出與Lh對(duì)應(yīng)的部位的上水箱控制代碼和下水箱控制代碼。在S119-4中，從控制代碼抽出冷卻水箱開(kāi)閉模式。使用圖20的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)，決定打開(kāi)到優(yōu)先級(jí)多少的冷卻水箱。在S119-5中，使用冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表1115中存儲(chǔ)的信息，具體決定開(kāi)放的冷卻水箱，最終決定相應(yīng)的冷卻水箱的開(kāi)閉。在S119-6中，判定關(guān)于全部冷卻水箱的運(yùn)算是否結(jié)束，未結(jié)束時(shí)，重復(fù)S119-1～S19-5的處理，直到結(jié)束。
在本實(shí)施例中，以冷卻水箱數(shù)上下都為100時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，但是作為水箱數(shù)，能是各種數(shù)。在本實(shí)施例中，設(shè)置平滑部件1112，但是也考慮省略的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步說(shuō)明其他實(shí)施例。在本實(shí)施例中，表示用操作量合成部件1125合成動(dòng)態(tài)控制部件1120的計(jì)算結(jié)果中冷卻前溫度偏差修正部件1122和速度偏差修正部件1123的輸出，使用該值修正預(yù)置控制部件1110的輸出后，在水箱模式變換部件1130的處理中，把卷繞溫度偏差修正部件1121的輸出反映到水箱的開(kāi)閉中時(shí)的實(shí)施例。圖33表示處理結(jié)構(gòu)。操作量合成部件1125通過(guò)使用冷卻前溫度偏差修正部件1122和速度偏差修正部件1123的輸出的以下運(yùn)算，生成修正代碼。
Ndi＝{(Δn2)i+(Δn3)i}然后，動(dòng)態(tài)控制部件1120輸出計(jì)算的修正量，按照該值，修正預(yù)置控制部件1110輸出的控制代碼。
圖34表示水箱模式變換部件1130執(zhí)行的算法。S121-1中，計(jì)算通過(guò)冷卻水箱正下方的鋼板1151離前端的距離Lh。通?？刂蒲b置1100具有這樣的距離信息，以各種目的使用。在S121-2中，判定Lh是否比0小，在小時(shí)，鋼板1151未到達(dá)相應(yīng)的冷卻水箱，所以跳出處理，進(jìn)入S121-7。大時(shí)，鋼板1151到達(dá)相應(yīng)的冷卻水箱，所以在S121-3中，抽出與距離Lh對(duì)應(yīng)的控制代碼。即比對(duì)Lh和圖21的鋼板部位，抽出與Lh對(duì)應(yīng)的部位的上水箱控制代碼和下水箱控制代碼。在S121-4中，從控制代碼抽出冷卻水箱開(kāi)閉模式。使用圖20的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)，決定打開(kāi)到優(yōu)先級(jí)多少的冷卻水箱。在S121-5中，使用冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表1115中存儲(chǔ)的信息，具體決定開(kāi)放的冷卻水箱。然后，在S121-6中，從靠近地下卷取機(jī)1154的水箱按順序檢查開(kāi)閉，按與Δn3對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)，進(jìn)行把水箱狀態(tài)顛倒的處理，最終決定該冷卻水箱的開(kāi)閉。在S121-7中，判定關(guān)于全部冷卻水箱的計(jì)算是否結(jié)束，未結(jié)束時(shí)，重復(fù)S121-1～S121-6的處理，直到結(jié)束。
根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)靠近地下卷取機(jī)1154的水箱的開(kāi)閉，消除卷繞溫度偏差，所以能提高反饋控制的響應(yīng)，能縮短消除偏差的時(shí)間。
進(jìn)一步說(shuō)明其他實(shí)施例。在本實(shí)施例中，表示作為工廠制造機(jī)從遠(yuǎn)程使用因特網(wǎng)的服務(wù)，進(jìn)行水冷模型或空冷模型的調(diào)整的情形。圖35表示系統(tǒng)的全體結(jié)構(gòu)。制造機(jī)把控制裝置1100從控制對(duì)象1150取得的卷繞溫度、與它對(duì)應(yīng)的水箱模式、鋼板1151的速度、出軋機(jī)一側(cè)溫度等的實(shí)際數(shù)據(jù)或板厚、板寬等主要信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)12211、服務(wù)器12210、線路網(wǎng)12203取到本公司的服務(wù)器12204。然后存儲(chǔ)到調(diào)整用數(shù)據(jù)庫(kù)12205中。制造機(jī)12202具有模型調(diào)整部件12206，按照來(lái)自鋼鐵公司12201的要求，使用調(diào)整用數(shù)據(jù)庫(kù)12205中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行前實(shí)施例中描述的hr、hw、λ的修正計(jì)算，把計(jì)算結(jié)果發(fā)送給鋼鐵公司12201。修正計(jì)算如“以高精度進(jìn)行模型調(diào)整的調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方式”(電氣學(xué)會(huì)論文雜志D、平成7年4月號(hào))中表示一個(gè)例子那樣，知道各種方式。模型調(diào)整的等價(jià)可以與調(diào)整次數(shù)對(duì)應(yīng)，也可以是與調(diào)整的結(jié)果提高的控制結(jié)果對(duì)應(yīng)的成果報(bào)酬。
能廣泛應(yīng)用于熱軋線的冷卻控制。
進(jìn)一步說(shuō)明其他實(shí)施例。為了容易理解，在概念上使用賦予附圖的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。具有把目標(biāo)卷繞溫度、鋼板的速度模式和冷卻裝置的優(yōu)先級(jí)作為輸入信息，使用板溫推測(cè)模型，計(jì)算與實(shí)現(xiàn)所需的卷繞溫度的冷卻裝置的指令值對(duì)應(yīng)的控制代碼的預(yù)置控制部件(2110)；計(jì)算在冷卻控制中預(yù)置控制部件輸出的控制代碼的修正量的動(dòng)態(tài)控制部件(2120)；還具有由使用動(dòng)態(tài)控制部件(2120)計(jì)算的操作量的運(yùn)算，算出目標(biāo)卷繞溫度的修正量的適應(yīng)控制部件(2116)。在動(dòng)態(tài)控制部件(2120)具有把用于補(bǔ)償目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)的卷繞溫度的偏差的水箱的開(kāi)閉作為控制代碼的修正量計(jì)算的卷繞溫度偏差修正部件(21104)；把用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)的冷卻前溫度的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量計(jì)算的冷卻前溫度偏差修正部件(21105)；把用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量計(jì)算的速度偏差修正部件(21106)；適應(yīng)控制部件(2116)著眼于鋼板的前端部和穩(wěn)定部，由使用卷繞溫度偏差修正部件(21104)、冷卻前溫度偏差修正部件(21105)、速度偏差修正部件(21106)各自的輸出的運(yùn)算，計(jì)算目標(biāo)卷繞溫度的前端部修正溫度和穩(wěn)定部修正溫度。還具有從目標(biāo)卷繞溫度和修正溫度計(jì)算動(dòng)態(tài)控制部件(2120)實(shí)際在計(jì)算中使用的目標(biāo)卷繞溫度的目標(biāo)溫度修正部件(2117)。而且，提供具有對(duì)鋼板長(zhǎng)度方向的各部位，用動(dòng)態(tài)控制部件(2120)輸出的控制代碼修正預(yù)置控制部件(2110)輸出的控制代碼，計(jì)算最終的控制代碼，把該控制代碼變換為冷卻裝置的輸出模式的冷卻模式變換部件(2140)的卷繞溫度控制裝置(2100)。
即在熱軋后的鋼板的卷繞控制中，無(wú)論在鋼板長(zhǎng)度方向的哪個(gè)部位，都能取得高精度的卷繞溫度。結(jié)果，能提高鋼板的組成質(zhì)量，同時(shí)能取得接近平坦的鋼板形狀。
圖36中，控制裝置2100(或者稱作卷繞溫度控制裝置2100)從控制對(duì)象2150接收各種信號(hào)，對(duì)控制對(duì)象2150輸出控制信號(hào)。首先，說(shuō)明控制對(duì)象2150的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，控制對(duì)象2150是熱軋的卷繞溫度控制線，用卷繞冷卻裝置2153把由軋制機(jī)2152的軋機(jī)2157軋制的900℃～1000℃的溫度的鋼板2151冷卻，用地下卷取機(jī)2154卷繞。在卷繞冷卻部2153設(shè)置從鋼板2151的上方水冷的上部冷卻裝置2158和從鋼板2151的下方水冷的下部冷卻裝置2159，各冷卻裝置分別具有多個(gè)組合一定數(shù)量的放出水的冷卻水箱2160的庫(kù)2161。在本實(shí)施例中，以各冷卻水箱2160的操作指令為打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155計(jì)測(cè)由軋制機(jī)2152軋制之后的鋼板的溫度，卷繞溫度計(jì)2156計(jì)測(cè)由地下卷取機(jī)2154卷繞之前的溫度。卷繞溫度控制的目的是使由卷繞溫度計(jì)2156計(jì)測(cè)的溫度與目標(biāo)溫度一致。在本實(shí)施例中，以目標(biāo)溫度按照卷材長(zhǎng)度方向的各部位，設(shè)定為不同值時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，但是可以與部位無(wú)關(guān)，為一定。
接著表示卷繞溫度控制裝置2100的結(jié)構(gòu)。卷繞溫度控制裝置2100具有用卷繞冷卻裝置2153把鋼板2151冷卻之前，計(jì)算與各冷卻水箱2160的開(kāi)閉模式對(duì)應(yīng)的控制代碼的預(yù)置控制部件2110；由卷繞冷卻裝置2153把鋼板2151冷卻時(shí)，在冷卻控制中實(shí)時(shí)取得出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155、卷繞溫度計(jì)2156的測(cè)定溫度等的實(shí)際，變更控制代碼的動(dòng)態(tài)控制部件2120；把控制代碼變換為各冷卻水箱2160的開(kāi)閉模式的水箱模式變換部件2140。由把預(yù)置控制部件2110使用的常數(shù)中必要的常數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)控制部件2120輸出的預(yù)置信息傳遞部件2118構(gòu)成。預(yù)置信息傳遞部件2118至少把鋼板的目標(biāo)卷繞溫度、鋼板的速度進(jìn)度表、出軋機(jī)一側(cè)板溫對(duì)動(dòng)態(tài)控制部件2120輸出。
以下把各冷卻水箱2160的開(kāi)閉模式的集合稱作水箱模式。預(yù)置控制部件2110從目標(biāo)卷繞溫度表2112、速度模式表2113、冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表2114取得信息，通過(guò)使用板溫推測(cè)模型2115的運(yùn)算，計(jì)算水箱模式。此外，動(dòng)態(tài)控制部件2120具有使用來(lái)自卷繞溫度計(jì)2156的檢測(cè)溫度，計(jì)算修正它和目標(biāo)溫度的偏差所必要的水箱的開(kāi)閉數(shù)的卷繞溫度偏差修正部件2121；使用來(lái)自出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155的檢測(cè)溫度，計(jì)算修正它和預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的出軋機(jī)一側(cè)溫度的偏差所必要的水箱的開(kāi)閉數(shù)的冷卻前溫度偏差修正部件2122；從軋機(jī)2157或地下卷取機(jī)2154的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算鋼板2151的速度，計(jì)算修正計(jì)算結(jié)果和預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的鋼板速度的偏差所必要的水箱的開(kāi)閉數(shù)的速度偏差修正部件2123。還具有這些計(jì)算中使用的影響系數(shù)表2124；著眼于鋼板長(zhǎng)度方向的各部位，合成卷繞溫度偏差修正部件2121、冷卻前溫度偏差修正部件2122、速度偏差修正部件2123的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算動(dòng)態(tài)控制部件2120的輸出的操作量合成部件2125。
圖37表示目標(biāo)卷繞溫度表2112的結(jié)構(gòu)。表示與鋼板的種類(鋼種)對(duì)應(yīng)，把目標(biāo)溫度分層，在鋼板長(zhǎng)度方向賦予不同的目標(biāo)溫度的例子。即鋼板的前端部和后端部設(shè)定長(zhǎng)度方向的每5m不同的目標(biāo)溫度，在變?yōu)榉€(wěn)定溫度的鋼板中央部，設(shè)定與前后端部不同的目標(biāo)溫度。結(jié)果，考慮向地下卷取機(jī)2154的卷繞性，把鋼板前端稍微控制為高溫的目標(biāo)溫度的微調(diào)成為可能。預(yù)置控制部件2110(或者也稱作前端預(yù)置控制部件2110)判定該卷材的鋼種，從目標(biāo)卷繞溫度表2112抽出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度模式。
圖38表示速度模式表2113的結(jié)構(gòu)。對(duì)于鋼種、板厚、板寬，分層為鋼板2151的前端從軋機(jī)2157出來(lái)，由地下卷取機(jī)2154卷繞之前的速度(初始速度)；然后，急加速后的穩(wěn)定速度；鋼板2151的后端從軋機(jī)2157出來(lái)之前急減速，由地下卷取機(jī)2154卷繞之前的速度(結(jié)束期速度)。預(yù)置控制部件2110判定該卷材的鋼種、板厚、板寬，從速度模式表2113抽出對(duì)應(yīng)的速度模式。例如表示鋼種為SUS304，板厚3.0～4.0mm，板寬為1200mm時(shí)，設(shè)定初始速度150mpm、穩(wěn)定速度150mpm、結(jié)束期速度150mpm。
圖39表示冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表2114的結(jié)構(gòu)。以下，以水箱的總數(shù)為100時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖40是對(duì)100個(gè)水箱的開(kāi)放順序賦予1～100的優(yōu)先級(jí)，對(duì)于鋼種、板厚、水箱分類(上水箱或下水箱)，存儲(chǔ)優(yōu)先開(kāi)放的冷卻水箱的順序?？紤]冷卻效率、表面和內(nèi)部的允許溫度差，決定優(yōu)先級(jí)。例如鋼板2151薄時(shí)，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(kāi)放接近鋼板2151的溫度高的軋機(jī)2157的出來(lái)一側(cè)的水箱，在鋼板2151厚時(shí)，利用基于空冷的回流，為了把表面和內(nèi)部的溫度差抑制在允許值的范圍內(nèi)，盡可能打開(kāi)的水箱不連續(xù)地賦予優(yōu)先級(jí)。通過(guò)使水冷和空冷混合存在，稍微犧牲冷卻效率，抑制鋼板2151的表面和內(nèi)部的溫度差?？刂评鋮s水箱，從而只開(kāi)放能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的數(shù)量。對(duì)庫(kù)、冷卻水箱，按靠近軋機(jī)2157的順序賦予編號(hào)，例如(1、1)表示第一庫(kù)的第一冷卻水箱。在圖中，表示鋼種為SUS304，板厚為2.0～3.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，以(1、1)、(1、2)、(1、3)、(1、4)、(1、5)、(2、1)、…、(20、4)、(20、5)的順序優(yōu)先開(kāi)放。即因?yàn)楸“?，所以考慮冷卻效率，從軋機(jī)2157出來(lái)一側(cè)的水箱按順序優(yōu)先開(kāi)放。此外，鋼種為SUS304，板厚為5.0～6.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，以(1、1)、(1、4)、(2、1)、(2、4)、(3、1)、(3、4)、…、(20、3)、(20、5)的順序優(yōu)先開(kāi)放。即表示鋼板2151稍厚，所以開(kāi)放的水箱不連續(xù)地賦予優(yōu)先級(jí)。在本實(shí)施例中，上水箱和下水箱的優(yōu)先級(jí)相同，但是也可以賦予不同的優(yōu)先級(jí)。
水箱模式由對(duì)應(yīng)的控制代碼表現(xiàn)。圖40表示預(yù)置控制部件2110輸出的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)。控制代碼0為全開(kāi)，100為全關(guān)。以下，進(jìn)行控制代碼化，從而只有優(yōu)先級(jí)1的冷卻水箱打開(kāi)的水箱開(kāi)閉模式為1，優(yōu)先級(jí)1和2的兩個(gè)冷卻水箱打開(kāi)的水箱開(kāi)閉模式為2…。預(yù)置控制部件2110對(duì)水箱模式變換部件2140輸出與這樣的冷卻水箱開(kāi)閉模式對(duì)應(yīng)的控制代碼。即全部冷卻水箱打開(kāi)的狀態(tài)的控制代碼為0，全部冷卻水箱關(guān)閉的狀態(tài)的控制代碼為100(100為上或下冷卻水箱的總數(shù))。而且，如果鋼種為SUS304，板厚為2.0～3.0mm，冷卻水箱分類為上水箱時(shí)，就按照水箱的優(yōu)先級(jí)，只有(1、1)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼99，(1、1)、(1、2)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼98，(1、1)、(1、2)、(1、3)打開(kāi)的狀態(tài)為控制代碼97，用該要領(lǐng)，以下對(duì)水箱的開(kāi)放模式賦予控制代碼，直到全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)的控制代碼0。
圖41表示預(yù)置控制部件2110執(zhí)行的算法。根據(jù)在S26-1中從速度模式表2113取得的值，計(jì)算用于從初始速度轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定速度的加速開(kāi)始位置、用于從穩(wěn)定速度轉(zhuǎn)移到結(jié)束期速度的減速開(kāi)始位置，計(jì)算從鋼板2151出軋機(jī)2157開(kāi)始到用地下卷取機(jī)2154的卷繞結(jié)束的速度模式。分別能用以下所示的表達(dá)式26～表達(dá)式29計(jì)算加速開(kāi)始位置Saccp、加速結(jié)束位置Saccq、減速開(kāi)始位置Sdccp、減速結(jié)束位置Sdccq。
Saccp＝Lmd可是，Lmd從軋機(jī)2157到地下卷取機(jī)2154的距離。
Saccq＝Saccp+(Smid-Sstart)*(Smid+Start)/(Saccrate*2)可是，Sstart鋼板2151的初始速度Smid鋼板2151的穩(wěn)定速度Saccrate從鋼板2151的初始速度到穩(wěn)定速度的加速率[表達(dá)式28]Sdccp＝Lstrip-(Smid-Send)*(Smid+Send)/(Sdccrate*2)-Lmargin可是，Lstrip鋼板1151的長(zhǎng)度Send鋼板1151的結(jié)束期速度Sdccrate從鋼板1151穩(wěn)定速度到結(jié)束期速度的減速率Lmargin表示鋼板1151的尾部離開(kāi)達(dá)到何種程度前減速結(jié)束的界限[表達(dá)式29]Sdccq＝Lstrip-Lmargin按照計(jì)算的速度模式，在S26-2以后，用使用板溫推測(cè)模型2115的運(yùn)算來(lái)算出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的水箱模式的時(shí)間變化。在本實(shí)施例中，表示按照線性反插補(bǔ)法計(jì)算水箱模式的例子。
在S26-2中關(guān)于鋼板2151的各部位，定義夾著解的控制代碼的兩個(gè)控制代碼nL、nH。這里，在冷卻水箱的全開(kāi)和全關(guān)之間存在解，所以一律為nL＝0，nH＝0。這里，伴隨著控制代碼的增加，單純打開(kāi)的冷卻水箱減少，所以n1＜n2時(shí)，關(guān)于與這些水箱模式對(duì)應(yīng)的卷繞溫度Tc1、Tc2，Tc1＜Tc2成立。接著在S16-3中，nL和nH的平均為n0。然后在S26-4中，計(jì)算與控制代碼n0對(duì)應(yīng)的卷繞溫度Tc0。S26-4關(guān)于控制對(duì)象2150(或者也稱作鋼板2150)的長(zhǎng)度方向的各部位，從出軋機(jī)到地下卷取機(jī)卷繞，連續(xù)計(jì)算按照板溫推測(cè)模型2115的溫度推測(cè)計(jì)算，推測(cè)卷繞溫度。在S26-5中，判定推測(cè)卷繞溫度Tc0相對(duì)于目標(biāo)卷繞溫度Ttarget的符號(hào)，當(dāng)Tc0＞Ttarget時(shí)，在n0和nL之間存在解，所以把n0放在nH。相反，當(dāng)Tc0＜Ttarget時(shí)，在n0和nH之間存在解，所以把n0放在nL。在S26-6中，判定算法的結(jié)束條件，在不滿足時(shí)，重復(fù)執(zhí)行S26-3～S26-5。算法的結(jié)束把S25-3～S25-5的一定次數(shù)以上的重復(fù)結(jié)束、卷繞溫度推測(cè)Tc和目標(biāo)卷繞溫度Ttarget的偏差為一定值以下、n0與nH、nL中的任意一個(gè)一致作為條件，判定。
作為控制代碼賦予方法，全部冷卻水箱為關(guān)閉狀態(tài)的控制代碼為0，全部冷卻水箱為打開(kāi)狀態(tài)的控制代碼為100，即使與此對(duì)應(yīng)賦予，也相同。
圖42表示與S26-4對(duì)應(yīng)的溫度推測(cè)計(jì)算的細(xì)節(jié)。作為溫度推測(cè)運(yùn)算，表示把鋼板2151在長(zhǎng)度方向和厚度方向分割，時(shí)間以一定刻度Δ推進(jìn)、計(jì)算的所謂的前進(jìn)差分法的例子。在S27-1中更新計(jì)算時(shí)刻，從在圖26的S26-1中生成的速度模式計(jì)算相應(yīng)時(shí)刻的板速Vt。在S27-2中，使用計(jì)算的板速，計(jì)算出軋機(jī)長(zhǎng)度。出軋機(jī)長(zhǎng)度Ln是軋制結(jié)束，從軋機(jī)出來(lái)的鋼板的長(zhǎng)度，能用表達(dá)式計(jì)算?？墒?，Ln-1是以前時(shí)刻的出來(lái)長(zhǎng)度。
Ln＝Ln-1+Δ·Vt在S27-3中判定計(jì)算的結(jié)束。出軋機(jī)長(zhǎng)度Ln比鋼板2151的全長(zhǎng)和軋機(jī)2157到地下卷取機(jī)2154距離的和大時(shí)，與一個(gè)卷材對(duì)應(yīng)的卷繞溫度預(yù)測(cè)計(jì)算全部結(jié)束，所以運(yùn)算結(jié)束。當(dāng)運(yùn)算未結(jié)束時(shí)，在S27-4中進(jìn)行鋼板的溫度跟蹤。即從Ln和Ln-1的關(guān)系知道對(duì)于以前時(shí)刻的鋼板的位置，在經(jīng)過(guò)Δ時(shí)間后，鋼板前進(jìn)了多少，所以進(jìn)行把鋼板的溫度分布只移動(dòng)對(duì)應(yīng)的距離的處理。在S27-5中，對(duì)在Δ間從軋機(jī)排出的鋼板2151設(shè)定冷卻前的鋼板溫度的推測(cè)值。在S27-6中，從與鋼板2151的各部位對(duì)應(yīng)的水箱的開(kāi)閉信息判定各部位是水冷還是空冷。在水冷時(shí)，在S27-7中按照表達(dá)式31計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)。
hw＝9.72*105*ω0.355*{(2.5-1.15*logTw)*D/(pl*pc)}0.646/(Tsu-Tw)可是，ω水量密度Tw水溫D噴嘴直徑pl線方向的噴嘴間隔pc與線正交方向的噴嘴間隔Tsu鋼板2151的表面溫度表達(dá)式31是所謂的薄板冷卻時(shí)的熱傳導(dǎo)系數(shù)。作為水冷方法，此外有噴霧冷卻等各種，知道幾個(gè)熱傳導(dǎo)系數(shù)的計(jì)算式。
而空冷時(shí)，按照表達(dá)式32，計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)。
hr＝σ·ε[{(273+Tsu)/100}4-{(273+Ta)/100}4]/(Tsu-Ta)可是，σ斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)(＝4.88)ε放射率Ta空氣溫度(℃)Tsu鋼板2151的表面溫度關(guān)于鋼板2151的表面和背面，表達(dá)式31和表達(dá)式32分別計(jì)算。然后，根據(jù)經(jīng)過(guò)Δ之前的溫度，加減Δ間的熱量的移動(dòng)，計(jì)算鋼板2151的各部位的溫度。如果能忽略鋼板2151的厚度方向的熱移動(dòng)時(shí)，關(guān)于鋼板2151的長(zhǎng)度方向的各部位，就能按表達(dá)式33那樣計(jì)算。
Tn＝Tn-1-(ht+hb)*Δ/(ρ*C*B)可是，Tn現(xiàn)在的板溫
Tn-1Δ之前的板溫ht鋼板表面的熱傳導(dǎo)系數(shù)hb鋼板背面的熱傳導(dǎo)系數(shù)ρ鋼板的密度C鋼板的比熱B鋼板厚度此外，有必要考慮鋼板2151的厚度方向的熱傳導(dǎo)時(shí)，能通過(guò)求解熟知的熱方程式，計(jì)算。熱方程式由表達(dá)式34表示，用計(jì)算機(jī)對(duì)它進(jìn)行差分計(jì)算的方法在各種文獻(xiàn)中公開(kāi)。
T/t＝{λ/(ρ*C)}(2T/t2)可是，λ熱傳導(dǎo)率T材料溫度然后，在S7-10中，從軋機(jī)2157到地下卷取機(jī)2154的線內(nèi)的鋼板2151的全部區(qū)域中計(jì)算結(jié)束之前，重復(fù)S26-6～S27-9。此外，在S27-3中判定計(jì)算的結(jié)束之前，重復(fù)S27-1～S27-9。
圖43表示S26-3中對(duì)鋼板2151的各部位賦予的控制代碼的基于圖41的最優(yōu)化處理的變化的一個(gè)例子。在第一次處理中，在各部位是對(duì)相同的初始值(nL＝0，nH＝100)的處理，所以如圖43的第一次處理所示，在鋼板2151的全部區(qū)域，賦予50。在第二次處理中，對(duì)于控制代碼50，根據(jù)鋼板1151的各部位的卷繞溫度Tc0的預(yù)測(cè)結(jié)果比Ttarget大或小，賦予的控制代碼不同。在本實(shí)施例中，表示接近鋼板速度為低速的鋼板2151的前端、后端的部分更新為關(guān)閉水箱的方向的控制代碼，鋼板速度為高速的鋼板2151的中央部更新為打開(kāi)水箱方向的控制代碼的例子。具體而言，如圖43的第二次處理所示，前端部、后端部在第一次的處理的S26-5中更新為nL＝50、nH＝100的結(jié)果為控制代碼更新為平均的75。而中央部在第一次的處理的S26-5中更新為nL＝0、nH＝50的結(jié)果為控制代碼更新為25。通過(guò)這樣重復(fù)圖41的S26-3～S26-6，依次更新控制代碼。
圖44表示預(yù)置控制部件2110最終輸出的控制代碼的例子。在圖的例子中，鋼板2151與離前端的距離對(duì)應(yīng)，以1m單位，劃分為網(wǎng)格，與網(wǎng)格對(duì)應(yīng)，分配控制代碼。冷卻裝置與鋼板的表面和背面對(duì)應(yīng)，具有上部冷卻裝置2158和下部冷卻裝置2159，所以作為控制代碼，與上水箱和下水箱對(duì)應(yīng)，分別輸出。在圖中，表示關(guān)于鋼板2151的長(zhǎng)度方向，離前端1m的上水箱的控制代碼為95，下水箱的控制代碼為95，在500m～501m之間，上水箱的控制代碼為14，下水箱的控制代碼為14。在圖43中，與鋼板2151的同一部位對(duì)應(yīng)的上水箱和下水箱的控制代碼相同，但是也能設(shè)定不同的控制代碼。
圖45表示動(dòng)態(tài)控制部件2120的結(jié)構(gòu)。預(yù)置控制部件2110輸出的控制代碼由動(dòng)態(tài)控制部件2120，在實(shí)際冷卻鋼板2151時(shí)，實(shí)時(shí)修正。動(dòng)態(tài)控制部件2120具有使用來(lái)自卷繞溫度計(jì)2156的檢測(cè)溫度，修正它與目標(biāo)溫度的偏差的卷繞溫度偏差修正部件2121；使用來(lái)自出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)155的檢測(cè)溫度，修正它與預(yù)置控制計(jì)算時(shí)假定的冷卻前溫度的偏差的冷卻前溫度偏差修正部件2122；從軋機(jī)2157或地下卷取機(jī)2154的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算鋼板2151的速度，修正計(jì)算結(jié)果和預(yù)置控制運(yùn)算時(shí)假定的鋼板速度的偏差的速度偏差修正部件2123。還具有修正量的計(jì)算時(shí)使用的影響系數(shù)表2130。修正量的總和由操作量合成部件2125按鋼板2151的長(zhǎng)度方向的各部位換算為控制代碼的變化量，從動(dòng)態(tài)控制部件2120輸出。
下面，詳細(xì)說(shuō)明各部位的動(dòng)作。影響系數(shù)表2130具有存儲(chǔ)相對(duì)于控制代碼的變化的卷繞溫度變化的第一影響系數(shù)表21001、存儲(chǔ)相對(duì)于鋼板速度的變化的卷繞溫度的變化的第二影響系數(shù)表21002、存儲(chǔ)相對(duì)于冷卻前溫度的變化的卷繞溫度變化的第三影響系數(shù)表21003。
圖46表示第一影響系數(shù)表21001的結(jié)構(gòu)。在第一影響系數(shù)表21001中，把打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)冷卻水箱2160時(shí)的卷繞溫度Tc的變化量所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Tc/Δn(℃)由板厚、板速、控制代碼分層存儲(chǔ)。在圖的例子中，表示板厚在3mm以下，鋼板2151的速度在150mpm以下，控制代碼n在9以下時(shí)，(Tc/Δn)＝3.0℃，如果打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)冷卻水箱2160，則由卷繞溫度計(jì)2156計(jì)測(cè)的卷繞溫度Tc下降或上升3℃。也能減少分層項(xiàng)目，也考慮追加冷卻前溫度。
圖47表示第二影響系數(shù)表21102的結(jié)構(gòu)。在第二影響系數(shù)表21002中，把鋼板2151的速度增加或減少1mpm時(shí)的卷繞溫度Tc的變化量所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Tc/V(℃/mpm)由板厚、板速、控制代碼分層存儲(chǔ)。在圖的例子中，表示板厚在3mm以下，鋼板2151的速度在150mpm以下，控制代碼n在9以下時(shí)，(Tc/V)＝2.2℃，如果把鋼板2151的速度增加或減少1mpm，則由卷繞溫度計(jì)2156計(jì)測(cè)的卷繞溫度Tc下降或上升2.2℃。也同樣能減少分層項(xiàng)目，也考慮追加冷卻前溫度。
圖48表示第三影響系數(shù)表21103的結(jié)構(gòu)。在第三影響系數(shù)表21003中，把由出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155計(jì)測(cè)的鋼板2151的冷卻前溫度增加或減少1℃時(shí)的的卷繞溫度Tc的變化量所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Tc/Tf由板厚、板速、控制代碼分層存儲(chǔ)。在圖的例子中，表示板厚在3mm以下，鋼板2151的速度在150mpm以下，控制代碼n在9以下時(shí)，(Tc/V)＝0.9℃，冷卻前溫度的計(jì)測(cè)值高或低1℃時(shí)，由卷繞溫度計(jì)2156計(jì)測(cè)的卷繞溫度Tc下降或上升0.9℃。也同樣能減少分層項(xiàng)目，也考慮追加冷卻前溫度。
下面，說(shuō)明卷繞溫度偏差修正部件2121的處理。卷繞溫度偏差修正部件2121以一定周期起動(dòng)，進(jìn)行卷繞溫度FB控制。即卷繞溫度偏差修正部件2121具有對(duì)于卷繞溫度相對(duì)于目標(biāo)溫度的偏差大小，計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂拼a的變更量的卷繞溫度偏差修正量計(jì)算部件21004。卷繞溫度偏差修正量計(jì)算部件21004取得在設(shè)置時(shí)假定的Tc和由卷繞溫度計(jì)2156計(jì)測(cè)的Tc的差分，從第一影響系數(shù)表21001取得相當(dāng)于當(dāng)前的狀態(tài)的分層的影響系數(shù)Tc/Δn，通過(guò)以下的運(yùn)算，計(jì)算控制代碼的變更量。
Δn1＝G1·{1/(Tc/Δn)}·ΔTc可是，Δn1基于卷繞溫度FB控制的控制代碼變化量G1常數(shù)(卷繞溫度FB控制增益)(Tc/Δn)從第一影響系數(shù)表21001抽出的相應(yīng)分層的影響系數(shù)ΔTc卷繞溫度偏差而冷卻前溫度偏差修正部件2122也同樣以一定周期起動(dòng)，進(jìn)行冷卻前溫度偏差前饋控制。即冷卻前溫度偏差修正部件2122具有對(duì)于預(yù)置計(jì)算時(shí)假定的冷卻前溫度與由出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155檢測(cè)的出軋機(jī)一側(cè)溫度的偏差的大小，計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂拼a的變更量的冷卻前溫度偏差修正量計(jì)算部件21005；決定把計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于鋼板2151的長(zhǎng)度方向的哪個(gè)部位的應(yīng)用部位決定部件21008。冷卻前溫度偏差修正量計(jì)算部件21005取得在設(shè)置中假定的Tf和由出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155檢測(cè)的Tf的差分ΔTf，從第一影響系數(shù)表21001和第三影響系數(shù)表21003取得相當(dāng)于當(dāng)前狀態(tài)的分層的影響系數(shù)(Tc/Δn)、(Tc/Tf)，通過(guò)以下的計(jì)算，計(jì)算控制代碼的變更量。
Δn2＝G2·(Δn/Tf)·ΔTf＝G2·{1/(Tc/Δn)}·(Tc/Tf)·ΔTf可是，Δn2基于冷卻前溫度偏差FF控制的控制代碼變化量G2常數(shù)(冷卻前溫度偏差FF控制增益)(Tc/Tf)從第三影響系數(shù)表21003抽出的相應(yīng)分層的影響系數(shù)ΔTf出軋機(jī)一側(cè)溫度偏差計(jì)算的Δn2對(duì)應(yīng)用部位決定部件21008輸出。
圖49表示應(yīng)用部位決定部件21008的處理。這里，對(duì)鋼板1151，如圖50所示，在長(zhǎng)度方向定義段21501。在圖的例子中，從鋼板前端到鋼板后端，定義n個(gè)段，分別賦予段編號(hào)。即對(duì)鋼板前端的段賦予1，以下對(duì)鋼板后端的段賦予n。在S214-1中，取得出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155設(shè)置位置的段編號(hào)。這里取得的段編號(hào)為i。鋼鐵系統(tǒng)的控制裝置通常計(jì)算鋼板2151的跟蹤信息，在各種用途中使用。即周期地計(jì)算鋼板2151的開(kāi)始位置(從軋機(jī)2157出來(lái)的長(zhǎng)度)、末端位置，所以從該信息與出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155的安裝位置的關(guān)系，能確定出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2155設(shè)置位置的段編號(hào)。接著，在S214-2中，取得冷卻前溫度偏差修正量計(jì)算部件21005的輸出Δn2。然后，S214-3、在S214-1中取得的出軋機(jī)一側(cè)溫度計(jì)2145設(shè)置位置的段編號(hào)i登記Δn2。以下，該值為(Δn2)i。
速度偏差修正量計(jì)算部件21006也同樣以一定周期起動(dòng)，進(jìn)行速度偏差前饋控制。即速度偏差修正量計(jì)算部件21006具有對(duì)于預(yù)置計(jì)算時(shí)假定的鋼板速度與實(shí)際的鋼板速度的偏差的大小，計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂拼a的變更量的速度偏差修正量計(jì)算部件21006；決定把計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于鋼板2151的長(zhǎng)度方向的哪個(gè)部位的應(yīng)用部位決定部件21009。速度偏差修正量計(jì)算部件21006取得設(shè)置中假定的鋼板速度和實(shí)際速度的偏差ΔV，從第一影響系數(shù)表21001和第二影響系數(shù)表21002取得相當(dāng)于當(dāng)前狀態(tài)的分層的影響系數(shù)(Tc/Δn)、(Tc/V)，通過(guò)以下的計(jì)算，計(jì)算控制代碼的變更量。
Δn3＝G3·(Δn/V)·ΔV＝G3·{1/(Tc/Δn)}·(Tc/V)·ΔV可是，Δn3基于板速偏差FF控制的控制代碼變化量G3常數(shù)(板速偏差FF控制增益)(Tc/V)從第二影響系數(shù)表21002抽出的相應(yīng)分層的影響系數(shù)ΔV板速偏差計(jì)算的Δn3對(duì)應(yīng)用部位決定部件21009輸出。
圖51表示應(yīng)用部位決定部件21009的處理。在S216-1中，從鋼板2151的跟蹤信息取得位于卷繞冷卻部2153的侵入位置和排出位置的鋼板的鋼板段編號(hào)。接著在S216-2中，從取得的段編號(hào)決定需要控制代碼的修正的段，計(jì)算各段的修正比。鋼板段編號(hào)i的修正比Ri能用以下的表達(dá)式計(jì)算。
Ri＝(i-I1)/(I2-I1)可是，I1冷卻裝置排出位置的鋼板段編號(hào)I2冷卻裝置進(jìn)入位置的鋼板段編號(hào)然后，在S217-3中，取得速度偏差修正量計(jì)算部件21006的輸出Δn3。在S216-4中，從Δn3和S216-2中計(jì)算的修正比，計(jì)算各段的控制代碼修正量，登記到相應(yīng)的段編號(hào)中。鋼板段編號(hào)i的修正量Δn3能用以下的表達(dá)式計(jì)算。
Δnri＝Δn3×Ri
下面，說(shuō)明操作量合成部件2125的處理。操作量合成部件2125把由卷繞溫度偏差修正部件2121計(jì)算的Δn1、(Δn2)i、(Δn3)i相加，計(jì)算各鋼板段的操作量。具體而言，用表達(dá)式40計(jì)算關(guān)于鋼板段i的動(dòng)態(tài)控制部件2120的輸出Ndi。
Ndi＝{Δn1+(Δn2)i+(Δn3)i}動(dòng)態(tài)控制部件2120輸出計(jì)算的修正量，按照該值，修正預(yù)置控制部件1110輸出的控制代碼。
以上的基于動(dòng)態(tài)控制部件2120的修正量運(yùn)算可以不關(guān)于全部鋼板段進(jìn)行，通過(guò)限定在卷繞冷卻裝置1153作為冷卻對(duì)象的鋼板段，進(jìn)行所述處理，簡(jiǎn)化計(jì)算。
圖52表示動(dòng)態(tài)控制部件2120修正預(yù)置控制部件2110輸出的控制代碼時(shí)的修正結(jié)果的例子。在圖中，鋼板部位5m～6m的控制代碼從12修正為10。在本實(shí)施例中，各修正量計(jì)算部件21004～21006以一定周期起動(dòng)，但是作為起動(dòng)方法，考慮鋼板1151從軋機(jī)157出來(lái)一定長(zhǎng)度的每個(gè)定時(shí)。
圖53表示水箱模式變換部件2140執(zhí)行的算法。在S218-1中，計(jì)算通過(guò)冷卻水箱正下方的鋼板2151離前端的距離Lh。通?？刂蒲b置2100具有這樣的距離信息，以各種目的使用。在S218-2中，判定Lh是否比0小，在小時(shí)，鋼板2151未到達(dá)相應(yīng)的冷卻水箱，所以跳出處理，進(jìn)入S218-6。大時(shí)，鋼板2151到達(dá)相應(yīng)的冷卻水箱，所以在S218-3中，抽出與距離Lh對(duì)應(yīng)的控制代碼。即比對(duì)Lh和圖53的鋼板部位，抽出與Lh對(duì)應(yīng)的部位的上水箱控制代碼和下水箱控制代碼。在S218-4中，從控制代碼抽出冷卻水箱開(kāi)閉模式。使用圖52的控制代碼和冷卻水箱開(kāi)閉模式的對(duì)應(yīng)，決定打開(kāi)到優(yōu)先級(jí)多少的冷卻水箱。在S218-5中，使用冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表2114中存儲(chǔ)的信息，具體決定開(kāi)放的冷卻水箱，最終決定相應(yīng)的冷卻水箱的開(kāi)閉。在S218-6中，判定關(guān)于全部冷卻水箱的計(jì)算是否結(jié)束，未結(jié)束時(shí)，重復(fù)S218-1～S218-5的處理，直到結(jié)束。
在本實(shí)施例中，以冷卻水箱數(shù)上下都為100時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，但是作為水箱數(shù)，能是各種數(shù)。
圖54表示適應(yīng)控制部件2116的結(jié)構(gòu)。適應(yīng)控制部件2116由以下部分構(gòu)成對(duì)鋼板2151的前端部的目標(biāo)溫度進(jìn)行適應(yīng)處理的前端適應(yīng)控制部件21901；對(duì)穩(wěn)定部的目標(biāo)溫度進(jìn)行適應(yīng)處理的穩(wěn)定適應(yīng)控制部件22002；把前端適應(yīng)控制部件21901和穩(wěn)定適應(yīng)控制部件21902的輸出合成，計(jì)算、輸出對(duì)與鋼板長(zhǎng)度方向的目標(biāo)溫度模式的最終修正量的修正溫度合成部件1903。
圖55表示前端適應(yīng)控制部件21901的處理內(nèi)容。在S220-1中，對(duì)鋼板2151的冷卻控制開(kāi)始后，判定是最初的卷繞FB控制定時(shí)。最初的卷繞FB控制定時(shí)的時(shí)候，在S220-2中，從操作量合成部件2125分別取得卷繞溫度偏差修正部件21004、冷卻前溫度偏差修正部件21005、速度偏差修正部件21006的輸出Δn1、Δn2、Δn3。在S20-3中，計(jì)算適應(yīng)控制量Δnadap1。
Δnadap1＝(G3-1)·Δn3+(G2-1)·Δn2+Δn1/G1可是，G3速度FF增益G2出軋機(jī)一側(cè)溫度FF增益G1卷繞溫度FB增益適應(yīng)控制量Δnadap1是把鋼板前端部的卷繞控制誤差換算為水箱數(shù)的值。這里，右邊3項(xiàng)是用于消除卷繞溫度誤差的操作水箱數(shù)除以卷繞溫度FB增益的值，而第1項(xiàng)相當(dāng)于速度變化的影響中用速度FF控制未補(bǔ)償?shù)谋壤?，結(jié)果是相當(dāng)于卷繞溫度FB控制中成為補(bǔ)償?shù)乃鋽?shù)的適應(yīng)操作量。此外，第2項(xiàng)相當(dāng)于出軋機(jī)一側(cè)溫度的影響中用處軋機(jī)一側(cè)溫度FF控制未補(bǔ)償?shù)谋壤?，結(jié)果是相當(dāng)于卷繞溫度FB控制中成為補(bǔ)償?shù)乃鋽?shù)的適應(yīng)操作量。從表達(dá)式41，Δnadap1是相當(dāng)于卷繞溫度的偏差中排除了鋼板的速度變化和出軋機(jī)一側(cè)板溫變動(dòng)的影響的值的水箱數(shù)。因此，是相當(dāng)于在鋼板前端部，按照板溫推測(cè)模型未模擬實(shí)際的冷卻現(xiàn)象的程度而產(chǎn)生的預(yù)置控制誤差的水箱數(shù)，如果在下次預(yù)置控制中補(bǔ)償該值，就能提高預(yù)置控制精度。在S220-4中，使用Δnadap2和影響系數(shù)表中存儲(chǔ)的(Tc/n)，計(jì)算換算為卷繞溫度的適應(yīng)控制量ΔTc1。
ΔTc1＝(Tc/n)·Δnadap1+Δ1可是，Δ1對(duì)附近的鋼板進(jìn)行的前端部適應(yīng)量(ΔTc1的上次的計(jì)算值)ΔTc1是對(duì)前端部的目標(biāo)溫度加減的前端目標(biāo)溫度修正量。
圖56表示穩(wěn)定適應(yīng)控制部件21902的處理內(nèi)容。在S221-1中，根據(jù)向地下卷取機(jī)2154的卷繞結(jié)束，判定對(duì)鋼板2151的卷繞結(jié)束。在鋼板2151的卷繞結(jié)束后，在S221-2中，從操作量合成部件2125取得在鋼板的穩(wěn)定部進(jìn)行的卷繞溫度偏差修正部件21004、冷卻前溫度偏差修正部件21005、速度偏差修正部件21006的操作量Δn1、Δn2、Δn3的控制系列。在S221-3中，計(jì)算適應(yīng)控制量Δnadap2。
Δnadap2＝(1/N)∑{(G3-1)·Δn3+(G2-1)·Δn2+Δn1}可是，G3速度FF增益G2出軋機(jī)一側(cè)溫度FF增益N取得的控制系列的樣品數(shù)適應(yīng)控制量Δnadap2是把鋼板的穩(wěn)定部的卷繞控制誤差換算為水箱數(shù)的值。這里，右邊3項(xiàng)是用于消除卷繞溫度誤差的操作水箱數(shù)，而第1項(xiàng)相當(dāng)于速度變化的影響中用速度FF控制未補(bǔ)償?shù)谋壤?，結(jié)果是相當(dāng)于卷繞溫度FB控制中成為補(bǔ)償?shù)乃鋽?shù)的適應(yīng)操作量。此外，第2項(xiàng)相當(dāng)于出軋機(jī)一側(cè)溫度的影響中用處軋機(jī)一側(cè)溫度FF控制未補(bǔ)償?shù)谋壤?，結(jié)果是相當(dāng)于卷繞溫度FB控制中成為補(bǔ)償?shù)乃鋽?shù)的適應(yīng)操作量。穩(wěn)定部涉及鋼板長(zhǎng)度方向的廣闊區(qū)域，所以用適當(dāng)?shù)牟蓸尤〉枚鄠€(gè)Δn1、Δn2、Δn3，平均，提高適應(yīng)控制的似然。在表達(dá)式43中取得的數(shù)為N。此外，作為采樣處理，可以用一定時(shí)間間隔取得數(shù)據(jù)，可以按鋼板長(zhǎng)度方向的每個(gè)一定長(zhǎng)度取得。此外，作為鋼板2151的長(zhǎng)度方向的穩(wěn)定部，可以用圖37的目標(biāo)溫度模式在與鋼板中央對(duì)應(yīng)的范圍中定義。從表達(dá)式43，Δnadap2是相當(dāng)于卷繞溫度的偏差中排除了鋼板的速度變化和出軋機(jī)一側(cè)板溫變動(dòng)的影響的值的水箱數(shù)。因此，是相當(dāng)于在鋼板穩(wěn)定部，按照板溫推測(cè)模型未模擬實(shí)際的冷卻現(xiàn)象的程度而產(chǎn)生的預(yù)置控制誤差的水箱數(shù)，如果在下次預(yù)置控制中補(bǔ)償該值，就能提高預(yù)置控制精度。在S221-4中，使用Δnadap2和影響系數(shù)表中存儲(chǔ)的(Tc/n)，計(jì)算換算為卷繞溫度的適應(yīng)控制量ΔTc2。
ΔTc2＝(Tc/n)·Δnadap2+Δ2可是，Δ2對(duì)附近的鋼板進(jìn)行的前端部適應(yīng)量(ΔTc2的上次的計(jì)算值)ΔTc2是對(duì)前端部的目標(biāo)溫度加減的前端目標(biāo)溫度修正量。
目標(biāo)溫度修正部件2117從ΔTc1和ΔTc2修正圖37的目標(biāo)溫度。即通過(guò)加減ΔTc1，修正與鋼板前端部對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度，通過(guò)加減ΔTc2，修正與鋼板中央部對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度。按照必要，關(guān)于鋼板前端部和中央部的邊界附近，按照ΔTc1和ΔTc2分配，決定修正量。即用表達(dá)式45計(jì)算修正量ΔTc*。
ΔTc*＝α·ΔTc1+(1-α)·ΔTc2可是，α分配比例(0≤α≤1)在預(yù)置控制部件2110對(duì)于下次的鋼板進(jìn)行的預(yù)置計(jì)算中，使用由目標(biāo)溫度修正部件2117合成的目標(biāo)溫度模式。
進(jìn)一步說(shuō)明其他實(shí)施例。圖57表示適應(yīng)控制部件2116使用Δnadap1、Δnadap2直接修正控制代碼的例子。這時(shí)，適應(yīng)控制部件116對(duì)控制代碼修正部件22201輸出表達(dá)式41、表達(dá)式43中計(jì)算的Δnadap1、Δnadap2?？刂拼a修正部件22201取得預(yù)置控制部件110輸出的控制代碼列，通過(guò)加減Δnadap1，修正與與鋼板前端部對(duì)應(yīng)的控制代碼，通過(guò)加減Δnadap2，修正與與鋼板中央部對(duì)應(yīng)的控制代碼，對(duì)水箱模式變換部件2140輸出。預(yù)置控制部件2110輸出的控制代碼列的例子與圖14同樣。
能廣泛應(yīng)用于熱軋線的冷卻控制。
權(quán)利要求
1.一種卷繞溫度控制裝置，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的冷卻裝置將由熱軋機(jī)所軋制的鋼板進(jìn)行冷卻，將由地下卷取機(jī)卷繞之前的鋼板的溫度控制在給定的目標(biāo)溫度，其特征在于，包括冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表，存儲(chǔ)所述冷卻裝置中設(shè)置的多個(gè)冷卻水箱的開(kāi)放順序的優(yōu)先關(guān)系；板溫測(cè)定模型，用于推測(cè)所述鋼板的卷繞溫度；預(yù)置控制部，將所述冷卻水箱的開(kāi)閉的組合即水箱模式與使用所述冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表的信息生成的控制代碼對(duì)應(yīng)，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板的速度有關(guān)的信息，使用所述板溫測(cè)定模型來(lái)推測(cè)卷繞溫度，使用該推測(cè)后的結(jié)果，計(jì)算/輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的控制代碼；和水箱模式變換部，將該預(yù)置控制部輸出的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于將所述控制代碼對(duì)應(yīng)為，使全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最大值，全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最小值，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)減少。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于將所述控制代碼對(duì)應(yīng)為，全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最小值，全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最大值，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述預(yù)置控制部，將控制代碼的最大值和最小值分別作為第一控制代碼和第二控制代碼，用從第一控制代碼和第二控制代碼算出的第三控制代碼所對(duì)應(yīng)的水箱模式推測(cè)卷繞溫度，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度大時(shí)，將第三控制代碼該為第二控制代碼，相反，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度小時(shí)，將第三控制代碼該為第一控制代碼，重復(fù)更新該控制代碼的運(yùn)算，直到滿足已預(yù)先決定的計(jì)算結(jié)束條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述預(yù)置控制部，將控制代碼的最大值和最小值分別作為第一控制代碼和第二控制代碼，用從第一控制代碼和第二控制代碼算出的第三控制代碼所對(duì)應(yīng)的水箱模式推測(cè)卷繞溫度，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度大時(shí)，將第三控制代碼該為第一控制代碼，相反，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度小時(shí)，將第三控制代碼該為第二控制代碼，重復(fù)更新該控制代碼的運(yùn)算，直到滿足已預(yù)先決定的計(jì)算結(jié)束條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述預(yù)置控制部，將所述控制代碼與所述鋼板的長(zhǎng)度方向的各部位對(duì)應(yīng)地計(jì)算/輸出，所述水箱模式變換部件識(shí)別各水箱的正下方的鋼板的長(zhǎng)度方向的部位，抽出與部位對(duì)應(yīng)的控制代碼，將它變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中的任意一項(xiàng)所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述預(yù)置控制部具有平滑部件，其調(diào)查所述控制代碼的鋼板長(zhǎng)度方向的增減，當(dāng)某部位的控制代碼比前后的控制代碼大或小時(shí)，使該控制代碼與前或后的控制代碼一致，從而修正控制代碼，使得鋼板長(zhǎng)度方向的控制代碼的變化成為單峰性地函數(shù)。
8.一種溫度控制方法，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的冷卻裝置將由熱軋機(jī)所軋制的鋼板進(jìn)行冷卻，將由地下卷取機(jī)卷繞之前的鋼板的溫度控制在給定的目標(biāo)溫度，其特征在于預(yù)置控制部，對(duì)冷卻裝置中設(shè)置的冷卻水箱的開(kāi)放順序賦予優(yōu)先級(jí)，使用該優(yōu)先級(jí)，生成與冷卻水箱開(kāi)閉的組合即冷卻模式對(duì)應(yīng)的控制代碼，根據(jù)控制代碼和與鋼板速度有關(guān)的信息，使用板溫度推測(cè)模型來(lái)推測(cè)該鋼板的卷繞溫度，使用推測(cè)結(jié)果，決定/輸出用于現(xiàn)實(shí)目標(biāo)卷繞溫度的控制代碼，將該控制代碼變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷繞溫度控制方法，其特征在于將所述控制代碼的最大值和最小值分別作為第一控制代碼和第二控制代碼，用從第一控制代碼和第二控制代碼算出的第三控制代碼所對(duì)應(yīng)的水箱模式推測(cè)卷繞溫度，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度大時(shí)，將第三控制代碼該為第二控制代碼，相反，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度小時(shí)，將第三控制代碼該為第一控制代碼，重復(fù)更新該控制代碼的運(yùn)算，直到滿足已預(yù)先決定的計(jì)算結(jié)束條件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷繞溫度控制方法，其特征在于將所述控制代碼的最大值和最小值分別作為第一控制代碼和第二控制代碼，用從第一控制代碼和第二控制代碼算出的第三控制代碼所對(duì)應(yīng)的水箱模式推測(cè)卷繞溫度，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度大時(shí)，將第三控制代碼該為第一控制代碼，相反，當(dāng)推測(cè)結(jié)果比所述目標(biāo)卷繞溫度小時(shí)，將第三控制代碼該為第二控制代碼，重復(fù)更新該控制代碼的運(yùn)算，直到滿足已預(yù)先決定的計(jì)算結(jié)束條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10中任意一項(xiàng)所述的卷繞溫度控制方法，其特征在于所述預(yù)置控制部，將所述鋼板在長(zhǎng)度方向分割為網(wǎng)格，將所述控制代碼與各網(wǎng)格對(duì)應(yīng)地分別計(jì)算，識(shí)別各水箱正下方的網(wǎng)格，抽出與網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的控制代碼，將它變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求8～11中任意一項(xiàng)所述的卷繞溫度控制方法，其特征在于調(diào)查所述控制代碼的鋼板長(zhǎng)度方向的增減，當(dāng)某部位的控制代碼比前后的控制代碼大或小時(shí)，使該控制代碼與前或后的控制代碼一致，從而修正控制代碼，使得鋼板長(zhǎng)度方向的控制代碼的變化成為單峰性函數(shù)。
13.一種卷繞溫度控制裝置，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的冷卻裝置將由熱軋機(jī)所軋制的鋼板進(jìn)行冷卻，將由地下卷取機(jī)卷繞之前的鋼板的溫度控制在給定的目標(biāo)溫度，其特征在于，包括冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表，存儲(chǔ)冷卻裝置中設(shè)置的多個(gè)冷卻水箱的開(kāi)放順序的優(yōu)先關(guān)系；板溫測(cè)定模型，用于推測(cè)該鋼板的卷繞溫度；預(yù)置控制部，將所述冷卻水箱的開(kāi)閉的組合即水箱模式與使用該冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表的信息來(lái)生成的控制代碼對(duì)應(yīng)，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，使用所述板溫測(cè)定模型推測(cè)卷繞溫度，使用推測(cè)的結(jié)果，計(jì)算/輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的控制代碼；動(dòng)態(tài)控制部，觀測(cè)冷卻控制中的鋼板的狀態(tài)，按照觀測(cè)結(jié)果，計(jì)算/輸出該控制代碼的變更量；和水箱模式變換部，將由動(dòng)態(tài)控制部件輸出的控制代碼對(duì)該預(yù)置部件輸出的控制代碼進(jìn)行修正后的結(jié)果變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于將所述控制代碼對(duì)應(yīng)為，使全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最大值，全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最小值，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)減少。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于將所述控制代碼對(duì)應(yīng)為，使全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最小值，全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最大值，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)增加。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)控制部具有卷繞溫度偏差修正部，將用于補(bǔ)償目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的卷繞溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為控制代碼的修正量算出；冷卻前溫度偏差修正部，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的冷卻前溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；和速度偏差修正部，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)控制部具有存儲(chǔ)所述控制代碼的變化對(duì)卷繞溫度帶來(lái)的影響的第一影響系數(shù)表、所述鋼板的速度變化對(duì)卷繞溫度帶來(lái)的影響的第二影響系數(shù)表、和所述冷卻前溫度變化對(duì)卷繞溫度帶來(lái)的影響的第三影響系數(shù)表；所述卷繞溫度偏差修正部，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制時(shí)從鋼板檢測(cè)出的卷繞溫度之間的偏差、和從第一影響系數(shù)表所取得的系數(shù)，算出所述控制代碼的修正量；所述冷卻前溫度偏差修正部，根據(jù)預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前速度和冷卻控制時(shí)從鋼板檢測(cè)出的冷卻前速度之間的偏差、從第一影響系數(shù)表所取得的系數(shù)、從第三影響系數(shù)表所取得的系數(shù)，算出所述控制代碼的修正量；所述速度偏差修正部，根據(jù)預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度之間的偏差、從第一影響系數(shù)表所取得的系數(shù)、和從第二影響系數(shù)表所取得的系數(shù)，算出所述控制代碼的修正量。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)控制部具有操作量合成部，其按鋼板的長(zhǎng)度方向的各部位合成所述卷繞溫度修正部件、所述冷卻前溫度偏差修正部件、和所述速度偏差修正部的輸出，算出控制代碼的修正量；所述水箱模式變換部，識(shí)別各水箱的正下方的鋼板的長(zhǎng)度方向的部位，將所述預(yù)置控制部與所述鋼板的長(zhǎng)度方向的各部位對(duì)應(yīng)而算出的控制代碼與所述動(dòng)態(tài)控制部輸出的對(duì)應(yīng)部位的該控制代碼的修正量相加后的值變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)控制部具有操作量合成部件，其按鋼板長(zhǎng)度方向的各部位合成所述冷卻前溫度偏差修正部件和所述速度偏差修正部件的輸出，算出控制代碼的修正量；所述水箱模式變換部，識(shí)別各水箱的正下方的鋼板的長(zhǎng)度方向的部位，將所述預(yù)置控制部與所述鋼板的長(zhǎng)度方向的各部位對(duì)應(yīng)而算出的控制代碼與所述動(dòng)態(tài)控制部輸出的對(duì)應(yīng)部位的該控制代碼的修正量相加后的值變換為水箱模式后，從靠近地下卷取機(jī)的水箱按順序掃描該水箱模式，僅以與所述卷繞溫度修正部的輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)變更水箱指令，對(duì)冷卻裝置輸出。
20.一種卷繞溫度控制方法，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的冷卻裝置將由熱軋機(jī)所軋制的鋼板進(jìn)行冷卻，將由地下卷取機(jī)卷繞之前的鋼板的溫度控制在給定的目標(biāo)溫度，其特征在于對(duì)冷卻裝置中設(shè)置的冷卻水箱的開(kāi)放順序賦予優(yōu)先級(jí)；使用該優(yōu)先級(jí)，生成與冷卻水箱開(kāi)閉的組合即冷卻模式對(duì)應(yīng)的控制代碼；根據(jù)控制代碼和與鋼板速度有關(guān)的信息，使用板溫度推測(cè)模型推測(cè)該鋼板的卷繞溫度；使用推測(cè)結(jié)果，決定/輸出用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度的控制代碼；冷卻控制中，將用于補(bǔ)償目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的卷繞溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為控制代碼的修正量計(jì)算/輸出，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前溫度和從鋼板檢測(cè)出的冷卻前溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量計(jì)算/輸出，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和實(shí)際的鋼板速度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量計(jì)算/輸出；將用該控制代碼的修正量的總和修正該控制代碼后的值變換為水箱模式，對(duì)冷卻裝置輸出。
21.一種卷繞溫度控制裝置，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的多個(gè)水箱將由熱軋機(jī)所軋制且由地下卷取機(jī)所卷繞的鋼板進(jìn)行冷卻，其特征在于，包括預(yù)置控制部，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，運(yùn)算用代碼表示所述冷卻水箱的開(kāi)閉信息的控制代碼；動(dòng)態(tài)控制部，按照所述鋼板的狀態(tài)即觀測(cè)結(jié)果，運(yùn)算對(duì)所述控制代碼進(jìn)行修正的代碼修正信息；水箱模式變換部，將由所述代碼修正信息所修正的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)水箱控制裝置輸出；適應(yīng)控制部，按照所述代碼修正信息，運(yùn)算溫度修正信息；和目標(biāo)溫度修正部，按照所述溫度修正信息，修正由所述地下卷取機(jī)所卷繞的下次以后的任意的鋼板的所述目標(biāo)卷繞溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于具有冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表，存儲(chǔ)冷卻裝置中設(shè)置的多個(gè)冷卻水箱的開(kāi)放順序的優(yōu)先關(guān)系；和板溫推測(cè)模型，用于推測(cè)該鋼板的卷繞溫度，運(yùn)算所述控制代碼，以便使用所述板溫推測(cè)模型推測(cè)卷繞溫度，使用推測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度，所述控制代碼是使用該優(yōu)先級(jí)表的信息生成冷卻水箱的開(kāi)閉的組合即水箱模式的代碼。
23.一種卷繞溫度控制裝置，用熱軋機(jī)的出來(lái)一側(cè)設(shè)置的多個(gè)水箱將由熱軋機(jī)所軋制且由地下卷取機(jī)所卷繞的鋼板進(jìn)行冷卻，其特征在于，包括預(yù)置控制部，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，運(yùn)算用代碼表示所述冷卻水箱的開(kāi)閉信息的控制代碼；動(dòng)態(tài)控制部，按照所述鋼板的狀態(tài)即觀測(cè)結(jié)果，運(yùn)算對(duì)所述控制代碼進(jìn)行修正的代碼修正信息；水箱模式變換部，將由所述代碼修正信息所修正的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)水箱控制裝置輸出；和適應(yīng)控制部，按照所述代碼修正信息，運(yùn)算由所述地下卷取機(jī)所卷繞的下次以后的任意的鋼板中使用的代碼修正信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于具有冷卻水箱優(yōu)先級(jí)表，存儲(chǔ)冷卻裝置中設(shè)置的多個(gè)冷卻水箱的開(kāi)放順序的優(yōu)先關(guān)系；和板溫推測(cè)模型，用于推測(cè)該鋼板的卷繞溫度，運(yùn)算所述控制代碼，以便使用所述板溫推測(cè)模型推測(cè)卷繞溫度，使用推測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)目標(biāo)卷繞溫度，所述控制代碼是使用該優(yōu)先級(jí)表的信息生成冷卻水箱的開(kāi)閉的組合即水箱模式的代碼。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于將所述控制代碼對(duì)應(yīng)為，使全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最大值，全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最小值，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)減少。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于將所述控制代碼對(duì)應(yīng)為，使全部水箱打開(kāi)的狀態(tài)為最小值，全部水箱關(guān)閉的狀態(tài)為最大值，伴隨著控制代碼的增加，所述卷繞溫度的推測(cè)值單調(diào)增加。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)控制部具有卷繞溫度偏差修正部，將用于補(bǔ)償目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的卷繞溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；冷卻前溫度偏差修正部，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的冷卻前溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；和速度偏差修正部，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；所述適應(yīng)控制部，根據(jù)使用該卷繞溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、該冷卻前溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、和該速度偏差修正部算出的控制代碼的修正量的運(yùn)算，算出相對(duì)于下次以后的任意的冷卻的鋼板目標(biāo)溫度的修正溫度。
28.根據(jù)權(quán)利要求21、22或27所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述適應(yīng)控制部具有前端適應(yīng)控制部，算出相對(duì)于所述鋼板前端部的目標(biāo)溫度的修正溫度；穩(wěn)定適應(yīng)控制部，算出相對(duì)于所述鋼板中央部的目標(biāo)溫度的修正溫度；和修正溫度合成部，根據(jù)前端適應(yīng)控制部和穩(wěn)定適應(yīng)控制部的輸出最終決定相對(duì)于目標(biāo)溫度的鋼板長(zhǎng)度方向全部區(qū)域的修正溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求21、22或25所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述前端適應(yīng)控制部，以從開(kāi)始冷卻所述鋼板，最初起動(dòng)卷繞溫度修正部的定時(shí)，取入所述卷繞溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、所述冷卻前溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、和所述速度偏差修正部算出的控制代碼的修正量，算出相對(duì)于鋼板前端部的目標(biāo)溫度的修正溫度；所述穩(wěn)定適應(yīng)控制部取入所述鋼板的中央部在冷卻中的所述卷繞溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、所述冷卻前溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、和所述速度偏差修正部算出的控制代碼的修正量，算出相對(duì)于鋼板中央部的目標(biāo)溫度的修正溫度。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)控制部具有卷繞溫度偏差修正部，將用于補(bǔ)償目標(biāo)卷繞溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的卷繞溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；冷卻前溫度偏差修正部，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板的冷卻前溫度和冷卻控制中從鋼板檢測(cè)出的冷卻前溫度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；和速度偏差修正部，將用于補(bǔ)償預(yù)置控制時(shí)假定的鋼板速度和冷卻控制中的鋼板速度之間的偏差的水箱的開(kāi)閉作為所述控制代碼的修正量算出；所述適應(yīng)控制部，根據(jù)使用該卷繞溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、該冷卻前溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、和該速度偏差修正部算出的控制代碼的修正量的運(yùn)算，算出相對(duì)于下次以后的任意冷卻的鋼板的控制代碼的修正量。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述適應(yīng)控制部具有前端適應(yīng)控制部，算出對(duì)于所述鋼板前端部的控制代碼的修正量；穩(wěn)定適應(yīng)控制部，算出對(duì)于所述鋼板中央部的控制代碼的修正量；和溫度修正合成部，從前端適應(yīng)控制部和穩(wěn)定適應(yīng)控制部的輸出最終決定對(duì)于鋼板長(zhǎng)度方向全部區(qū)域的控制代碼的修正量。
32.根據(jù)權(quán)利要求21、22、23或27所述的卷繞溫度控制裝置，其特征在于所述前端適應(yīng)控制部，以從開(kāi)始冷卻所述鋼板，最初起動(dòng)卷繞溫度修正部的定時(shí)，取入所述卷繞溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、所述冷卻前溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、所述速度偏差修正部算出的控制代碼的修正量，算出對(duì)于鋼板前端部的控制代碼的修正量；所述穩(wěn)定適應(yīng)控制部，取入所述鋼板的中央部在冷卻中的所述卷繞溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、所述冷卻前溫度偏差修正部算出的控制代碼的修正量、所述速度偏差修正部算出的控制代碼的修正量，算出對(duì)于鋼板中央部的控制代碼的修正量。
33.一種卷繞溫度控制方法，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，運(yùn)算由代碼表示所述冷卻水箱的開(kāi)閉信息的控制代碼；按照所述鋼板的狀態(tài)即觀測(cè)結(jié)果，運(yùn)算對(duì)所述控制代碼進(jìn)行修正的代碼修正信息；將由所述代碼修正信息所修正的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)水箱控制裝置輸出；按照所述代碼修正信息，運(yùn)算溫度修正信息；按照所述溫度修正信息，修正由所述地下卷取機(jī)所卷繞的下次以后的任意鋼板的所述目標(biāo)卷繞溫度。
34.一種卷繞溫度控制方法，根據(jù)目標(biāo)卷繞溫度和與鋼板速度有關(guān)的信息，運(yùn)算由代碼表示所述冷卻水箱的開(kāi)閉信息的控制代碼；按照所述鋼板的狀態(tài)即觀測(cè)結(jié)果，運(yùn)算對(duì)所述控制代碼進(jìn)行修正的代碼修正信息；將由所述代碼修正信息所修正的控制代碼變換為水箱模式，對(duì)水箱控制裝置輸出；按照所述溫度修正信息，運(yùn)算由所述地下卷取機(jī)所卷繞的下次以后的任意鋼板中使用的代碼修正信息。
全文摘要
提供一種卷繞溫度控制裝置和控制方法。對(duì)冷卻裝置(153)的冷卻水箱(160)賦予優(yōu)先級(jí)，用與卷繞溫度成為單調(diào)函數(shù)的控制代碼把冷卻水箱的開(kāi)閉模式定式化。著眼于鋼板(151)的長(zhǎng)度，通過(guò)預(yù)置控制部件(111)，用基于線性的最優(yōu)化手法的預(yù)置，決定控制代碼。然后，通過(guò)著眼于冷卻水箱開(kāi)閉的偏移的平滑化，計(jì)算最終的控制代碼，變換為水箱模式，作為預(yù)置指令。用簡(jiǎn)單并且高精度的冷卻控制實(shí)現(xiàn)由熱軋機(jī)軋制的鋼板的卷繞溫度控制。
文檔編號(hào)B21B37/76GK1954931SQ20061014244
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者鹿山昌宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所