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JP2009291809A - Diagnostic method of disturbance of dynamic process - Google Patents

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JP2009291809A
JP2009291809A JP2008147373A JP2008147373A JP2009291809A JP 2009291809 A JP2009291809 A JP 2009291809A JP 2008147373 A JP2008147373 A JP 2008147373A JP 2008147373 A JP2008147373 A JP 2008147373A JP 2009291809 A JP2009291809 A JP 2009291809A
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disturbance
state
rolling
looper
change amount
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JP2008147373A
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Japanese (ja)
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Takayuki Kachi
孝行 加地
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JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】プロセス状態の変化を引き起こす原因となる各種の外乱を一定の精度を持って、かつ速やかに同定する。
【解決手段】外乱発生器60は、状態変化量に基づいて外乱の特徴量を読み出し、これを仮定外乱として演算部48へ出力する。演算部48はシミュレーション変化量を演算し、このシミュレーション変化量を比較演算部62に出力する。比較演算部62は、状態変化量とシミュレーション変化量との差の絶対値を閾値と比較し、その差の絶対値が閾値以下の場合には、仮定外乱を実際の外乱と見做して表示部52へ出力する。
【選択図】図1
Kind Code: A1 To identify various disturbances causing a change in a process state quickly with a certain accuracy.
A disturbance generator 60 reads out a disturbance characteristic amount based on a state change amount, and outputs it to a computing unit 48 as an assumed disturbance. The calculation unit 48 calculates the simulation change amount and outputs the simulation change amount to the comparison calculation unit 62. The comparison calculation unit 62 compares the absolute value of the difference between the state change amount and the simulation change amount with a threshold value, and when the absolute value of the difference is equal to or less than the threshold value, displays the assumed disturbance as an actual disturbance. To the unit 52.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、鋼帯に対する熱間仕上圧延プロセス等の動的プロセスに外乱が印加された場合に、その外乱により動的プロセスに生じ得るプロセス状態の変化に基づいて、動的プロセスに印加された外乱を同定する動的プロセスの外乱診断方法に関するものである。   The present invention is applied to a dynamic process based on a change in a process state that can occur in the dynamic process due to the disturbance when the disturbance is applied to a dynamic process such as a hot finish rolling process for a steel strip. The present invention relates to a disturbance diagnosis method for a dynamic process for identifying a disturbance.

鋼帯に対する熱間仕上圧延プロセス等の動的プロセスでは、何らかの外乱が印加された時点から、その外乱によりプロセス状態に変化が生じるまでに時間遅れを伴う。このような動的プロセスにおいては、印加された外乱の影響を早急に抑制することを目的とする各種の自動制御方法が精力的に開発されており、例えば、動的プロセスを経て製造される品質のばらつき低減などに大きな成果を上げている。   In a dynamic process such as a hot finish rolling process for a steel strip, there is a time delay from when a certain disturbance is applied until the process state changes due to the disturbance. In such a dynamic process, various automatic control methods aimed at quickly suppressing the influence of applied disturbances have been vigorously developed. For example, the quality produced through the dynamic process It has achieved great results in reducing variation in

近時、上記自動制御方法が動的プロセスに適用された結果、オペレータの作業は、動的プロセスを構成するプロセス機器の操作を中心とするものから、これらのプロセス機器に対する監視へと移行している。ところで、このような制御方法が適用された動的プロセスでは、自動制御により外乱の影響が早急に抑制されてしまう結果、オペレータは、プロセス機器の内部状態の変化を捉えないと、突然、制御不能等の大きな危険に向かい合うことになってしまう。しかし、多くの動的プロセスでは、各種のプロセス機器の機能が高度化・複雑化し、相互に関連しているため、オペレータが、定常的な状態変化なのか、あるいは装置故障等の非定常的な要因により引き起こされた状態変化なのかを適切に判断するのは難しい。   Recently, as a result of the application of the above-mentioned automatic control method to dynamic processes, the operator's work has shifted from focusing on the operation of the process equipment constituting the dynamic process to monitoring of these process equipment. Yes. By the way, in a dynamic process to which such a control method is applied, the influence of disturbance is quickly suppressed by automatic control. As a result, the operator cannot suddenly control unless the change in the internal state of the process equipment is detected. It will face a big danger such as. However, in many dynamic processes, the functions of various process devices have become sophisticated, complicated, and related to each other, so that the operator is in a steady state change or unsteady such as equipment failure. It is difficult to properly determine whether the state change is caused by a factor.

例えば、熱間仕上圧延プロセスでは、益々高まる圧延製品の品質向上の要求に応えるため、各種のコンピュータシステム及び制御システムによる高度な制御が行われている。それにも拘らず、熱間仕上圧延プロセスでは、操業の不安定や製品不良などの発生を完全に防止することができていない。このような不具合を引き起こす原因は、製品の材質、運転者の操業方法、圧延設備及び制御システムなどに分類できる。操業不安定や製品不良が発生した場合には、その原因がシステム不良にあるのか、運転者の操作が異常であるかなどを具体的に判断して、その原因に応じた再発防止の対策を講じなければならない。   For example, in the hot finish rolling process, advanced control by various computer systems and control systems is performed in order to meet the increasing demand for quality improvement of rolled products. Nevertheless, in the hot finish rolling process, it is not possible to completely prevent the occurrence of unstable operation and product defects. The causes of such problems can be classified into product materials, driver operation methods, rolling equipment, control systems, and the like. When operational instability or product failure occurs, determine whether the cause is a system failure or abnormal operation by the driver, and take measures to prevent recurrence according to the cause. I must take it.

ところが、不具合に対する詳細な原因分析を行わなければならない場合には、多くの場合、各プロセス状態の変化を記録したオンラインアナログチャートを見て解析、判断することが必要になる。その際、その解析及び判断は、対象となる動的プロセスを熟知した作業者が勘及び過去の経験に基づいて行う場合が大部分であり、原因が多数あったり、それらが複雑に関連しているような場合には、その解析及び判断に長い時間を要していた。また、解析作業が作業者個人の力量に依存するため、作業者の知識、経験等によって解析内容に偏りが生じることがあった。
例えば、特許文献1には仕上圧延異常診断装置が開示されており、この仕上圧延異常診断装置では、上記のような問題のうち、圧延後の鋼帯における板厚品質の不具合に対処するため、公知のルールベース手法を用いて板厚品質異常が発生する状況に応じた解析を行い、これにより、板厚品質異常の原因を推定する。
特開2004−167704号公報
However, when a detailed cause analysis for a defect must be performed, in many cases, it is necessary to analyze and judge by looking at an online analog chart that records changes in each process state. At that time, the analysis and judgment are mostly performed by an operator who is familiar with the target dynamic process based on intuition and past experience, and there are many causes and complicated relations. In some cases, it took a long time to analyze and judge. Moreover, since the analysis work depends on the ability of the individual worker, the analysis content may be biased depending on the knowledge and experience of the worker.
For example, Patent Document 1 discloses a finish rolling abnormality diagnosis device, and in this finish rolling abnormality diagnosis device, in order to deal with a problem of sheet thickness quality in a steel strip after rolling, among the above problems, An analysis according to the situation where a plate thickness quality abnormality occurs is performed using a known rule-based method, and thereby the cause of the plate thickness quality abnormality is estimated.
JP 2004-167704 A

しかしながら、特許文献1に記載された仕上圧延異常診断装置は、板厚品質の異常のみを解析対象としているため、他の品質異常や、異常に至らないまでも改善を要する操業上の不具合に対応できる方法は開示されていない。
本発明の目的は、上記事実を考慮し、プロセス状態の変化を引き起こす原因となる各種の外乱を一定の精度を持って、かつ速やかに同定できる動的プロセスの外乱診断方法を提供することにある。
However, since the finish rolling abnormality diagnosis device described in Patent Document 1 is only subject to analysis of sheet thickness quality abnormality, other quality abnormality and operational problems that require improvement even before the abnormality does not occur are dealt with. A possible method is not disclosed.
An object of the present invention is to provide a dynamic process disturbance diagnosis method that can quickly identify various disturbances that cause changes in the process state with a certain degree of accuracy in consideration of the above facts. .

本発明の請求項1に係る動的プロセスの外乱診断方法は、外乱によるプロセス状態の変化が時間遅れを伴って出現する動的プロセスに印加された外乱を推定する外乱診断方法であって、前記動的プロセスに印加された外乱を仮定する外乱仮定ステップと、外乱に基づいてプロセス状態の変化を演算する外乱状態モデルに、前記外乱仮定ステップで仮定された仮定を入力して、シミュレーション結果を得るシミュレーションステップと、前記外乱によるプロセス状態の変化と前記シミュレーション結果とを比較して、両者の差を算出する比較演算ステップと、を備えて、前記比較演算ステップで算出した差が、所定の範囲内になるまで、前記外乱仮定ステップで仮定する外乱を修正するとともに、前記シミュレーションステップ及び比較演算ステップを繰返して、外乱を同定することを特徴とする。   A disturbance diagnosis method for a dynamic process according to claim 1 of the present invention is a disturbance diagnosis method for estimating a disturbance applied to a dynamic process in which a change in a process state due to the disturbance appears with a time delay. Input the assumptions assumed in the disturbance assumption step into the disturbance assumption step that assumes the disturbance applied to the dynamic process and the disturbance state model that calculates the change of the process state based on the disturbance to obtain the simulation result A simulation step; and a comparison operation step for comparing a change in the process state due to the disturbance and the simulation result, and calculating a difference between the two, wherein the difference calculated in the comparison operation step is within a predetermined range. Until the disturbance assumption step is corrected, and the simulation step and the comparison operation step are corrected. Tsu Repeat-flops, and identifying the disturbance.

また本発明の請求項2に係る動的プロセスの外乱診断方法は、請求項1記載の動的プロセスの外乱診断方法において、前記動的プロセスを熱間仕上圧延プロセスとし、仕上入側温度、ロール間隙、ミル速度のうち少なくとも何れか一つを外乱とし、かつ、ルーパ角度、板厚、スタンド間張力、圧延荷重の少なくとも何れか一つをプロセス状態として表す前記外乱状態モデルを用いることを特徴とする。   A dynamic process disturbance diagnosis method according to claim 2 of the present invention is the dynamic process disturbance diagnosis method according to claim 1, wherein the dynamic process is a hot finish rolling process, and the finish entry temperature, roll Using the disturbance state model in which at least one of a gap and a mill speed is a disturbance and at least one of a looper angle, a plate thickness, a tension between stands, and a rolling load is a process state. To do.

以上説明した本発明に係る動的プロセスの外乱診断方法によれば、比較演算ステップで算出した差が、所定の範囲内になるまで、外乱仮定ステップで仮定する外乱を修正するとともに、シミュレーションステップ及び比較演算ステップを繰返して、外乱を同定することにより、診断対象とする動的プロセスに外乱が印加され、この外乱によりプロセス状態が変化した場合に、動的プロセスにおけるプロセス状態の変化を引き起こす原因となる各種の外乱を一定の精度を持って、かつ速やかに同定できる。
この結果、例えば、熱間仕上圧延プロセスにおいて、品質異常や操業不具合に至らないまでも、改善を要する操業変動の要因を推定することができ、また要因の推定が速やかにできることから、品質異常及び上記のような不具合状態を早期に正常な状態へ復帰させることができる。
According to the disturbance diagnosis method for a dynamic process according to the present invention described above, the disturbance assumed in the disturbance assumption step is corrected until the difference calculated in the comparison calculation step is within a predetermined range, and the simulation step and By identifying the disturbance by repeating the comparison operation step, when the disturbance is applied to the dynamic process to be diagnosed and the process state is changed by this disturbance, the cause of the process state change in the dynamic process is It is possible to quickly identify various disturbances with a certain accuracy.
As a result, for example, in the hot finish rolling process, it is possible to estimate the factors of operational fluctuations that require improvement, even if quality abnormalities and operational failures do not occur, and the factors can be estimated quickly. Such a malfunction state can be restored to a normal state at an early stage.

以下、本発明の実施形態に係る鋼帯に対する熱間仕上圧延プロセスの外乱診断方法について図面を参照して説明する。
図1には、本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスで外乱診断を実施する外乱診断装置の構成がブロック線図として示されている。ここで、外乱診断装置10の診断対象となる熱間仕上圧延プロセスは、図2に示される熱間仕上圧延機14において実行される。熱間仕上圧延機14は、所定の仕上入側温度に加熱された圧延材12を複数台の圧延スタンドF1〜F7で順次圧延し、圧延材12から最終製品である熱間圧延鋼板を製造するためのものである。この熱間仕上圧延プロセスは、プロセスにおける所定の操作因子に外乱が印加された時点から、その外乱により生じるプロセス状態の変化が出現するまでに時間遅れを伴う動的プロセスである。
Hereinafter, a disturbance diagnosis method for a hot finish rolling process for a steel strip according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a disturbance diagnosis device that performs disturbance diagnosis in a hot finish rolling process according to an embodiment of the present invention. Here, the hot finish rolling process to be diagnosed by the disturbance diagnosis device 10 is executed in the hot finish rolling mill 14 shown in FIG. The hot finish rolling mill 14 sequentially rolls the rolled material 12 heated to a predetermined finish entry side temperature by a plurality of rolling stands F1 to F7, and manufactures a hot rolled steel sheet as a final product from the rolled material 12. Is for. This hot finish rolling process is a dynamic process with a time delay from when a disturbance is applied to a predetermined operating factor in the process until a change in the process state caused by the disturbance appears.

図3には、図2に示される熱間仕上圧延機14における互いに隣接する2台の圧延スタンド及び、これらの圧延スタンド間の構成が模式的に示されている。ここで、上流側の圧延スタンド18は、圧延材12の搬送方向(矢印m方向)に沿って(N−1)番目(但し、Nは2〜7から選択された自然数)に配置され、下流側の圧延スタンド20は、搬送方向mに沿ってN番目に配置されているものとする。また圧延スタンド18と圧延スタンド20とは、その構成が基本的に同一のものになっている。   FIG. 3 schematically shows two rolling stands adjacent to each other in the hot finish rolling mill 14 shown in FIG. 2 and the configuration between these rolling stands. Here, the upstream rolling stand 18 is arranged at the (N−1) th (where N is a natural number selected from 2 to 7) along the conveying direction (arrow m direction) of the rolled material 12, and downstream. The rolling stand 20 on the side is assumed to be arranged Nth along the conveyance direction m. Further, the rolling stand 18 and the rolling stand 20 have basically the same configuration.

圧延スタンド18、20には、圧延材12を加圧挟持する上下一対のワークロール22、24が設けられると共に、これら一対のワークロール22、24にそれぞれ上下から圧接する一対のバックアップロール26、28が設けられている。また圧延スタンド18、20は、一対のワークロール22、24にそれぞれトルクを伝達するワークロールモータ30及び、このワークロールモータ30の駆動を制御するモータ制御装置32を備えている。ワークロールモータ30は、トルク伝達機構を介して一対のワークロール22、24に連結されて駆動トルクを伝達する。モータ制御装置32は、ワークロールモータ30の回転速度及び駆動トルクをそれぞれ制御する。また圧延スタンド18、20には、バックアップロール26の上側にギャップ制御装置34が配置されており、このギャップ制御装置34は、ワークロール22、24により圧延材12に加えられる圧延荷重Lを検出するスタンド荷重計及び、一対のワークロール22のロール間隙Gを検出するギャップ間隙計をそれぞれ内蔵している。   The rolling stands 18 and 20 are provided with a pair of upper and lower work rolls 22 and 24 for pressing and holding the rolled material 12, and a pair of backup rolls 26 and 28 that press against the pair of work rolls 22 and 24 from above and below, respectively. Is provided. The rolling stands 18 and 20 include a work roll motor 30 that transmits torque to the pair of work rolls 22 and 24, respectively, and a motor control device 32 that controls driving of the work roll motor 30. The work roll motor 30 is connected to the pair of work rolls 22 and 24 via a torque transmission mechanism to transmit driving torque. The motor control device 32 controls the rotational speed and driving torque of the work roll motor 30, respectively. The rolling stands 18 and 20 are provided with a gap control device 34 above the backup roll 26, and the gap control device 34 detects a rolling load L applied to the rolled material 12 by the work rolls 22 and 24. A stand load meter and a gap gap meter for detecting the roll gap G between the pair of work rolls 22 are incorporated.

熱間仕上圧延機14には、一対の圧延スタンド18、20間にルーパロール38を圧延材12に圧接させ、圧延材12の張力を調整するルーパ機構36が配置されている。ルーパ機構36には、ルーパロール38、ルーパアーム40、ルーパモータ42及びモータ制御装置33が設けられている。ルーパアーム40は、その基端側がルーパモータ42に連結され、ルーパモータ42により揺動可能に支持されている。このルーパアーム40の先端部には、ルーパロール38が回動可能に取り付けられており、ルーパアーム40はルーパモータ42が発生するトルクに応じた圧接力で、ルーパロール38を圧延材12に下面側から圧接させる。   The hot finish rolling mill 14 is provided with a looper mechanism 36 that adjusts the tension of the rolled material 12 by pressing a looper roll 38 against the rolled material 12 between the pair of rolling stands 18 and 20. The looper mechanism 36 is provided with a looper roll 38, a looper arm 40, a looper motor 42, and a motor control device 33. The base end side of the looper arm 40 is connected to the looper motor 42 and is supported by the looper motor 42 so as to be swingable. A looper roll 38 is rotatably attached to the distal end portion of the looper arm 40. The looper arm 40 presses the looper roll 38 against the rolling material 12 from the lower surface side with a pressing force according to the torque generated by the looper motor 42.

熱間仕上圧延機14は、各圧延スタンド18毎にモータ制御装置32及びモータ制御装置33に指令値を設定し、モータ制御装置32、33を通じてワークロールモータ30及びルーパモータ42を制御する張力・ルーパ角制御装置44を備えている。
ルーパモータ42は、ルーパアーム40の角度を検出すルーパ角センサ及び、圧延材12の張力(スタンド間張力T)を検出する張力センサ(図示省略)をそれぞれ内蔵している。このルーパ角センサは、所定の基準方向(例えば、水平方向)に対するルーパアーム40の傾き角であるルーパ角θに対応する検出信号を張力・ルーパ角制御装置44へ出力し、また張力センサは、スタンド間張力Tに対応する検出信号を張力・ルーパ角制御装置44へ出力する。
The hot finishing mill 14 sets command values for the motor control device 32 and the motor control device 33 for each rolling stand 18 and controls the work roll motor 30 and the looper motor 42 through the motor control devices 32 and 33. An angle control device 44 is provided.
The looper motor 42 includes a looper angle sensor that detects the angle of the looper arm 40 and a tension sensor (not shown) that detects the tension of the rolled material 12 (inter-stand tension T). This looper angle sensor outputs a detection signal corresponding to the looper angle θ which is the inclination angle of the looper arm 40 with respect to a predetermined reference direction (for example, the horizontal direction) to the tension / looper angle control device 44. A detection signal corresponding to the inter-tension T is output to the tension / looper angle controller 44.

張力・ルーパ角制御装置44は、ルーパ角θ及びスタンド間張力Tにそれぞれ対応する検出信号が入力されると、これらの検出信号に基づいてルーパ角θ及びスタンド間張力Tをそれぞれ予め設定された目標値に保つようなワークロールモータ30の回転速度及び、ルーパモータ42のトルクをそれぞれ演算し、それらを指令値としてモータ制御装置32及びモータ制御装置33にそれぞれ設定する。この指令値が設定されたモータ制御装置32及びモータ制御装置33は、ワークロールモータ30の回転速度及び、ルーパモータ42の出力トルクがそれぞれ指令値と一致するように制御を実行する。   When the detection signals corresponding to the looper angle θ and the inter-stand tension T are input to the tension / looper angle control device 44, the looper angle θ and the inter-stand tension T are respectively set in advance based on the detection signals. The rotation speed of the work roll motor 30 and the torque of the looper motor 42 that maintain the target values are calculated, and set as command values in the motor control device 32 and the motor control device 33, respectively. The motor control device 32 and the motor control device 33 to which the command value is set execute control so that the rotation speed of the work roll motor 30 and the output torque of the looper motor 42 coincide with the command value.

外乱診断装置10は、例えば、熱間仕上圧延機14を含む圧延設備全体を制御する制御システム(図示省略)の一部として構成されている。外乱診断装置10は、図1のブロック線図に示されるように、外乱状態モデル演算部48、外乱データ修正部50及び、結果表示部52を備えている。ここで、外乱データ修正部50には、外乱発生器60及び比較演算部62がソフトウェア的又はハードウェア的に実現されている。   The disturbance diagnosis apparatus 10 is configured as a part of a control system (not shown) that controls the entire rolling equipment including the hot finish rolling mill 14, for example. As shown in the block diagram of FIG. 1, the disturbance diagnosis apparatus 10 includes a disturbance state model calculation unit 48, a disturbance data correction unit 50, and a result display unit 52. Here, in the disturbance data correction unit 50, a disturbance generator 60 and a comparison calculation unit 62 are realized in software or hardware.

本実施形態に係る熱間仕上圧延機14では、少なくとも圧延材12の仕上入側温度、圧延材12を圧延する一対のワークロール22におけるロール間隙及びロール速度がそれぞれ熱間仕上圧延プロセスに対する操作因子とされ、また、少なくとも互いに隣接する一対の圧延スタンド18、20間に配置されたルーパ角θ、一対のワークロール22から送出される圧延材12の板厚P、一対の圧延スタンド18、20間におけるスタンド間張力T及びワークロール22、24により圧延材12に加えられる圧延荷重Lが熱間仕上圧延プロセスにおけるプロセス状態(出力因子)とされている。
そして、前記操作因子から選択された少なくとも1個に対して何らかの外乱DR(i)が印加されると、前記プロセス状態から選択された少なくとも1個のプロセス状態に変化(状態変化量XD(i))が出現し得る。ここで、記号「i」は状態量のインデックスを示している。
In the hot finish rolling mill 14 according to this embodiment, at least the finish entry temperature of the rolled material 12, the roll gap and the roll speed of the pair of work rolls 22 that roll the rolled material 12, are operating factors for the hot finish rolling process. And at least a pair of rolling stands 18 and 20 adjacent to each other, a looper angle θ disposed between the pair of rolling stands 18 and 20, a sheet thickness P of the rolled material 12 fed from the pair of work rolls 22, and a pair of rolling stands 18 and 20. The rolling load L applied to the rolled material 12 by the inter-stand tension T and the work rolls 22 and 24 is a process state (output factor) in the hot finish rolling process.
When any disturbance DR (i) is applied to at least one selected from the operating factors, the process state changes to at least one process state (state change amount XD (i) ) May appear. Here, the symbol “i” indicates an index of the state quantity.

前記プロセス状態の特徴量としては、例えば、ワークロール22、24からの圧延荷重Lの場合には、一対のワークロール22、24による圧下位置に、圧延材12の先端部が噛み込んだ直後のデータを用い、また圧延スタンド18(図3参照)におけるルーパ角θの場合には、圧延材12の先端部が、下流側の圧延スタンド20のワークロール22、24に噛み込んでから、数秒間における最小値及び最大値を用いる。なお、例えば、ルーパ角θは、圧延材12の先端部の引張り状態及び、ダブり状態を表すパラメータとして用いられているが、このような状態を適正に表すことができるならば、ルーパ角θ以外をパラメータとして用いても良く、また他のプロセス状態についても、監視対象とする状態を適正に表すことが可能であれば、他のものに代替可能である。   As the feature amount of the process state, for example, in the case of the rolling load L from the work rolls 22 and 24, immediately after the front end portion of the rolled material 12 is bitten at the reduction position by the pair of work rolls 22 and 24. In the case of using the data and the looper angle θ in the rolling stand 18 (see FIG. 3), several seconds after the leading end of the rolled material 12 bites into the work rolls 22 and 24 of the downstream rolling stand 20. Use the minimum and maximum values in. Note that, for example, the looper angle θ is used as a parameter that represents the tension state and the doubled state of the tip end portion of the rolled material 12. If such a state can be appropriately expressed, other than the looper angle θ. May be used as a parameter, and other process states can be substituted with other processes as long as the state to be monitored can be appropriately represented.

熱間仕上圧延機14は、プロセス状態の変化を検出するためのセンサとして、ルーパ角θを検出するルーパ角センサ、スタンド間張力Tを検出する張力センサ及び、ワークロール22、24により圧延材12に加えられる圧延荷重Lを検出するスタンド荷重センサを備えると共に、これらのセンサに加え、ワークロール22、24から下流側へ送り出された圧延材12の板厚Pを検出する板厚センサ54(図3参照)を備えている。   The hot finish rolling mill 14 includes a looper angle sensor that detects a looper angle θ, a tension sensor that detects an inter-stand tension T, and work rolls 22 and 24 as sensors for detecting changes in the process state. In addition to these sensors, a stand thickness sensor 54 for detecting the thickness P of the rolled material 12 fed from the work rolls 22 and 24 to the downstream side is provided. 3).

また、熱間仕上圧延機14には、図1に示されるように、制御システムの一部として、プロセス状態を監視するための状態監視コントローラ56が設けられており、この状態監視コントローラ56には、ルーパ角センサ、張力センサ、スタンド荷重センサ及び板厚センサ54からそれぞれ出力される検出信号が入力する。状態監視コントローラ56は、各センサからの検出信号に基づいてルーパ角θ、スタンド間張力T、圧延荷重L及び板厚Pをそれぞれ所定の演算周期毎に算出し、その算出値を所定のサンプリング期間内に算出された1個乃至複数個の算出値と比較することにより、ルーパ角θ、スタンド間張力T、圧延荷重L及び板厚Pの何れかに変化が生じたか否かを判断する。   Further, as shown in FIG. 1, the hot finish rolling mill 14 is provided with a state monitoring controller 56 for monitoring the process state as a part of the control system. Detection signals output from the looper angle sensor, tension sensor, stand load sensor, and plate thickness sensor 54 are input. The state monitoring controller 56 calculates the looper angle θ, the inter-stand tension T, the rolling load L, and the sheet thickness P for each predetermined calculation period based on the detection signals from the sensors, and calculates the calculated values for a predetermined sampling period. It is determined whether or not any of the looper angle θ, the inter-stand tension T, the rolling load L, and the plate thickness P has changed by comparing with one or a plurality of calculated values.

次に、図1のブロック線図及び図4のフローチャートに基づいて、本実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスの外乱診断方法について説明する。
熱間仕上圧延機14の状態監視コントローラ56は、サンプリング期間内にルーパ角θ、スタンド間張力T、圧延荷重L及び板厚Pの何れかに変化が生じたか否かを判断する。このとき、状態監視コントローラ56は、サンプリング期間内にルーパ角θ、スタンド間張力T、圧延荷重L及び板厚Pの何れかに変化が生じたと判断した場合には、サンプリング期間内に生じたルーパ角θ、スタンド間張力T、圧延荷重L又は板厚Pの変化量を状態変化量XD(i)として、外乱診断装置10へ出力する。これにより、熱間仕上圧延機14の外乱診断装置10は、図7に示される外乱診断方法の制御フローの実行を開始する。
Next, a disturbance diagnosis method for the hot finish rolling process according to the present embodiment will be described based on the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG.
The state monitoring controller 56 of the hot finishing mill 14 determines whether or not any of the looper angle θ, the inter-stand tension T, the rolling load L, and the sheet thickness P has changed during the sampling period. At this time, if the state monitoring controller 56 determines that any of the looper angle θ, the inter-stand tension T, the rolling load L, and the plate thickness P has changed during the sampling period, the looper generated during the sampling period The change amount of the angle θ, the inter-stand tension T, the rolling load L, or the plate thickness P is output to the disturbance diagnosis apparatus 10 as the state change amount XD (i). Thereby, the disturbance diagnostic apparatus 10 of the hot finishing mill 14 starts execution of the control flow of the disturbance diagnostic method shown in FIG.

なお、ルーパ角θ、スタンド間張力T、圧延荷重L及び板厚Pは、それぞれ定量的に変化するプロセス状態を例示したものに過ぎず、各種センサにより定量的に検出可能なものであれば、これ以外のプロセス状態についても、状態監視コントローラ56により変化が生じた否かの判断対象とすることができる。
ステップS100にて、外乱診断装置10は、状態変化量XD(i)を外乱発生器60及び加算点58にそれぞれパラレルに入力する。加算点58には、状態変化量XD(i)と共に、後述するプロセス状態の変化に対するシミュレーション結果であるシミュレーション変化量XS(i)を入力する。また外乱発生器60は、状態変化量XD(i)及び、この状態変化量XD(i)の原因になると推定される熱間仕上圧延プロセスにおける外乱の属性及び特徴量が格納されたデータテーブルを備えている。
Note that the looper angle θ, inter-stand tension T, rolling load L, and plate thickness P are merely examples of quantitatively changing process states, as long as they can be quantitatively detected by various sensors. Other process states can also be determined by the state monitoring controller 56 as to whether or not a change has occurred.
In step S100, the disturbance diagnosis apparatus 10 inputs the state change amount XD (i) to the disturbance generator 60 and the addition point 58 in parallel. A simulation change amount XS (i), which is a simulation result for a process state change described later, is input to the addition point 58 together with the state change amount XD (i). The disturbance generator 60 also stores a state change amount XD (i) and a data table storing the disturbance attributes and feature amounts in the hot finish rolling process that is estimated to cause the state change amount XD (i). I have.

このとき、状態変化量XD(i)の原因と推定される外乱の属性及び特徴量については、例えば、熱間仕上圧延機14に実際に外乱(実外乱)DRを印加すると共に、この印加される外乱DR(i)の属性及び量を連続的又は段階的に変化させ、そのときに、熱間仕上圧延機14(熱間仕上圧延プロセス)に生じたプロセス状態の変化を実測し、このプロセス状態の変化と外乱DR(i)とを対応させることにより予め求めておくことができる。   At this time, for the disturbance attribute and feature amount estimated to be the cause of the state change amount XD (i), for example, a disturbance (actual disturbance) DR is actually applied to the hot finishing mill 14 and applied. The disturbance DR (i) attribute and amount are changed continuously or stepwise, and at that time, a change in the process state occurring in the hot finish rolling mill 14 (hot finish rolling process) is measured, and this process is performed. It can be obtained in advance by making the state change correspond to the disturbance DR (i).

ステップS102にて、外乱発生器60は、状態変化量XD(i)をインデックスとし、データテーブルから熱間仕上圧延プロセスにおける外乱の特徴量を読み出し、この外乱の特徴量を仮定外乱DV(i)として外乱状態モデル演算部48へ出力する。外乱状態モデル演算部48は、例えば、外乱発生器60のデータテーブルに格納されたデータに基づいて、多変数の重回帰解析により得られた重回帰式や、学習機能を有するニューラルネットワークにより得られたニューラルネットワークモデル、動的シミュレータ等により構築されている。   In step S102, the disturbance generator 60 uses the state change amount XD (i) as an index, reads out the feature quantity of the disturbance in the hot finishing rolling process from the data table, and uses the disturbance feature quantity as the assumed disturbance DV (i). To the disturbance state model calculation unit 48. The disturbance state model calculation unit 48 is obtained by, for example, a multiple regression equation obtained by multivariate multiple regression analysis based on data stored in the data table of the disturbance generator 60 or a neural network having a learning function. It is constructed by a neural network model, a dynamic simulator, etc.

ステップS104にて、外乱状態モデル演算部48は、仮定外乱DV(i)の入力により熱間仕上圧延プロセスに生じるシミュレーション変化量XS(i)を演算(シミュレーション)し、このシミュレーション変化量XS(i)を加算点58に出力する。ステップS106にて、加算点58は、シミュレーション変化量XS(i)と状態変化量XD(i)とを差分演算し、その差D(i)を外乱データ修正部50における比較演算部62へ出力する。   In step S104, the disturbance state model calculation unit 48 calculates (simulates) the simulation change amount XS (i) generated in the hot finish rolling process by inputting the assumed disturbance DV (i), and the simulation change amount XS (i ) Is output to the addition point 58. In step S106, the addition point 58 calculates the difference between the simulation change amount XS (i) and the state change amount XD (i), and outputs the difference D (i) to the comparison calculation unit 62 in the disturbance data correction unit 50. To do.

ステップS108にて、比較演算部62は、差D(i)の絶対値を予め設定されている閾値Sと比較し、差D(i)の絶対値が閾値S以下の場合(ステップS108にてYESの場合)には、制御ルーチンをステップS110へ移行する。ステップS110では、比較演算部62は、外乱発生器60から出力された仮定外乱DV(i)を熱間仕上圧延プロセスにおける実際の外乱DR(i)と見做し、仮定外乱DV(i)を結果表示部52へ出力する。これにより、結果表示部52は、仮定外乱DV(i)を時間(i)に熱間仕上圧延プロセスに生じた外乱である旨を画面上に表示する。   In step S108, the comparison calculation unit 62 compares the absolute value of the difference D (i) with a preset threshold value S, and when the absolute value of the difference D (i) is equal to or smaller than the threshold value S (in step S108). In the case of YES), the control routine proceeds to step S110. In step S110, the comparison calculation unit 62 considers the assumed disturbance DV (i) output from the disturbance generator 60 as an actual disturbance DR (i) in the hot finish rolling process, and assumes the assumed disturbance DV (i). It outputs to the result display part 52. Thereby, the result display unit 52 displays on the screen that the assumed disturbance DV (i) is a disturbance generated in the hot finish rolling process at time (i).

また、比較演算部62は、差D(i)の絶対値を予め設定されている閾値Sと比較し、差D(i)の絶対値が閾値Sよりも大きい場合(ステップS108にてNOの場合)には、制御ルーチンをステップS112へ移行する。ステップS112では、比較演算部62は、外乱発生器60から前回、出力された仮定外乱DV(i)及び差(i)をそれぞれ外乱発生器60に出力する。   Further, the comparison calculation unit 62 compares the absolute value of the difference D (i) with a preset threshold value S, and if the absolute value of the difference D (i) is larger than the threshold value S (NO in step S108). In the case), the control routine proceeds to step S112. In step S <b> 112, the comparison operation unit 62 outputs the assumed disturbance DV (i) and the difference (i) output from the disturbance generator 60 last time to the disturbance generator 60.

ステップS114にて、外乱発生器60は、差D(i)の符号(プラス又はマイナス)を判断すると共に、その符号に基づいて仮定外乱DV(i)に対して修正演算を実行する。具体的には、外乱発生器60は、符号がマイナスであるならば、仮定外乱DV(i)に所定のプラスの修正量Vcを加算し、また符号がプラスであるならば、仮定外乱DV(i)にマイナスの修正量Vcを加算し、その結果を新たな仮定外乱DV(i)であるとして、外乱状態モデル演算部48に再び出力する。これにより、制御ルーチンがステップS104にリターンすることになる。
上記の修正量Vcは、例えば、前回データテーブルから読み出した仮定外乱DV(i)に対し、データテーブルにおいて1ステップ分だけ増加(符号がマイナスの場合)した仮定外乱DV´(i)を読み出し、{DV(i)−DV´(i))/Nを計算することにより求める。
In step S114, the disturbance generator 60 determines the sign (plus or minus) of the difference D (i), and executes a correction operation on the assumed disturbance DV (i) based on the sign. Specifically, the disturbance generator 60 adds a predetermined positive correction amount Vc to the assumed disturbance DV (i) if the sign is negative, and the assumed disturbance DV (if the sign is positive. The negative correction amount Vc is added to i), and the result is output to the disturbance state model calculation unit 48 again as a new assumed disturbance DV (i). As a result, the control routine returns to step S104.
The correction amount Vc, for example, reads the assumed disturbance DV ′ (i) increased by one step (when the sign is negative) in the data table with respect to the assumed disturbance DV (i) read from the previous data table, It is obtained by calculating {DV (i) −DV ′ (i)) / N.

ここで、Nは有限の自然数であり、このNを十分に大きい値に設定することにより、修正量Vcを十分に小さい値に設定でき、結果として、最終的に求める仮定外乱DV(i)の実際の外乱DR(i)に対する誤差を十分に小さくできる。また、比較演算部62に設定されている閾値Sについても、修正量Vcと同様に、データテーブルに設定された対応する状態変化量XD(i)と、この状態変化量XD(i)に対し、データテーブルにおいて1ステップ分だけ増加又は減少した状態変化量XD´(i)との差を自然数Mで除して求めるようにしても良い。   Here, N is a finite natural number, and by setting this N to a sufficiently large value, the correction amount Vc can be set to a sufficiently small value, and as a result, the finally obtained assumed disturbance DV (i) The error with respect to the actual disturbance DR (i) can be made sufficiently small. Similarly to the correction amount Vc, the threshold value S set in the comparison calculation unit 62 is corresponding to the corresponding state change amount XD (i) set in the data table and the state change amount XD (i). The difference from the state change amount XD ′ (i) increased or decreased by one step in the data table may be obtained by dividing by the natural number M.

上記の他にも、下限値≦仮定外乱DV(i)≦上限値の範囲で、探索手法により差D(i)の絶対値が最小となる仮定外乱DV(i)を見出しても良い。
リターンしたステップS104にて、外乱状態モデル演算部48は、外乱発生器60から再入力した仮定外乱DV(i)に基づいてシミュレーション変化量XS(i)を演算(再演算)し、この再演算されたシミュレーション変化量XS(i)を加算点58に出力する。加算点58でも、前回と同様に、シミュレーション変化量XS(i)と状態変化量XD(i)とを差分演算し、その差D(i)を比較演算部62へ出力する。これにより、差D(i)の絶対値が閾値S以下になるまで、外乱状態モデル演算部48、加算点58、比較演算部62及び外乱発生器60による上記演算が繰り返され、差D(i)の絶対値が閾値S以下になると、外乱発生器60により生成された仮定外乱DV(i)が実際の外乱DR(i)と見做されて結果表示部52に表示される。
In addition to the above, an assumed disturbance DV (i) that minimizes the absolute value of the difference D (i) may be found by a search method in the range of lower limit value ≦ assumed disturbance DV (i) ≦ upper limit value.
In the returned step S104, the disturbance state model calculation unit 48 calculates (recalculates) the simulation change amount XS (i) based on the assumed disturbance DV (i) re-input from the disturbance generator 60, and performs this recalculation. The simulated change amount XS (i) is output to the addition point 58. Also at the addition point 58, similarly to the previous time, the difference between the simulation change amount XS (i) and the state change amount XD (i) is calculated, and the difference D (i) is output to the comparison calculation unit 62. Thus, the above calculation by the disturbance state model calculation unit 48, the addition point 58, the comparison calculation unit 62, and the disturbance generator 60 is repeated until the absolute value of the difference D (i) becomes equal to or less than the threshold value S, and the difference D (i ) Is equal to or smaller than the threshold value S, the assumed disturbance DV (i) generated by the disturbance generator 60 is regarded as the actual disturbance DR (i) and displayed on the result display unit 52.

次に、本実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスの外乱診断方法の作用を図2に基づいて具体的に説明する。図2(B)には、圧延スタンドF1〜F7におけるロール間隙Gにそれぞれ個別に外乱を印加した場合のプロセス状態の変化が模式的に示されている。図2(B)にて、XF1〜XF7は、各圧延スタンドF1〜F7に個別に印加された外乱により圧延スタンドF1〜F7にそれぞれ生じるプロセス状態の変化を示している。 Next, the effect | action of the disturbance diagnostic method of the hot finishing rolling process which concerns on this embodiment is demonstrated concretely based on FIG. FIG. 2B schematically shows changes in the process state when disturbances are individually applied to the roll gaps G in the rolling stands F1 to F7. In FIG. 2B, X F1 to X F7 indicate changes in the process state respectively generated in the rolling stands F1 to F7 due to the disturbance applied individually to the rolling stands F1 to F7 .

一方、図2(C)には、圧延スタンドF4及び圧延スタンドF5に外乱を印加した場合のプロセス状態の変化が模式的に示されている。この場合には、熱間仕上圧延プロセスには、圧延スタンドF4及び圧延スタンドF5に個別に外乱を印加した場合に現れるXF4とXF5とを重畳した結果と略同一のプロセス状態の変化Xが現れる。従って、このような場合には、熱間仕上圧延プロセスに生じたプロセス状態の変化を実測し、この変化を各圧延スタンドF1〜F7に個別に印加された外乱により圧延スタンドF1〜F7にそれぞれ生じるプロセス状態の変化と比較することにより、外乱が印加された圧延スタンドF4及び圧延スタンドF5並びに、外乱の属性及び特徴量を精度良く推定できる。 On the other hand, FIG. 2C schematically shows changes in the process state when a disturbance is applied to the rolling stand F4 and the rolling stand F5. In this case, the hot finish rolling process has almost the same process state change X C as the result of superimposing X F4 and X F5 appearing when disturbance is individually applied to the rolling stand F4 and the rolling stand F5. Appears. Therefore, in such a case, a change in the process state occurring in the hot finish rolling process is measured, and this change occurs in each of the rolling stands F1 to F7 due to the disturbance applied individually to each of the rolling stands F1 to F7. By comparing with the change in the process state, it is possible to accurately estimate the rolling stand F4 and the rolling stand F5 to which the disturbance is applied, and the attribute and feature amount of the disturbance.

図5には、本実施形態に係る熱間仕上圧延機における特定の制御対象を制御するデバイスコントローラの構成がブロック線図により示されている。
デバイスコントローラ70は、例えば、圧延材12の仕上入側温度、一対のワークロール22、24におけるロール間隙及びロール速度を操作する加熱装置、モータユニット、アクチュエータ等の操作デバイスを制御対象72としている。デバイスコントローラ70は、基本的に、操作因子の状態量が目標値SVと一致するように、PID制御、PD制御等の公知のフィードバック制御により制御対象72を制御するものである。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a device controller that controls a specific control target in the hot finishing rolling mill according to the present embodiment.
The device controller 70 uses, for example, operation devices such as a heating device, a motor unit, and an actuator that operate the finish entry temperature of the rolled material 12, the roll gap and roll speed of the pair of work rolls 22 and 24, as the control target 72. The device controller 70 basically controls the control object 72 by known feedback control such as PID control and PD control so that the state quantity of the operation factor matches the target value SV.

先ず、デバイスコントローラ70による基本的なフィードバック制御について説明する。制御対象72には、他のコントローラ、上位のプロセスコンピュータ等により状態量の目標値SVが予め設定されており、この目標値SVは、第1加算点74を通してデバイスコントローラ70に入力する。一方、制御対象72には、状態量を検出するセンサ(図示省略)が設けられており、このセンサは状態量の検出信号を他のコントローラ、上位のプロセスコンピュータ等及び第1加算点74にパラレルに出力する。デバイスコントローラ70は、所定の演算周期毎にセンサからの検出信号に基づいて制御対象72における状態量の検出値PVと目標値SVとの偏差Eを算出し、この偏差Eに基づいて制御対象72に対する操作量OVを決定し、第2加算点76を通して操作量OVを制御対象72へ出力する。   First, basic feedback control by the device controller 70 will be described. A state value target value SV is preset in the control object 72 by another controller, a higher-level process computer, or the like, and this target value SV is input to the device controller 70 through the first addition point 74. On the other hand, the control object 72 is provided with a sensor (not shown) for detecting the state quantity, and this sensor parallels the state quantity detection signal to another controller, a higher-level process computer, and the first addition point 74. Output to. The device controller 70 calculates a deviation E between the state value detection value PV and the target value SV in the control object 72 based on the detection signal from the sensor at every predetermined calculation cycle. An operation amount OV is determined with respect to, and the operation amount OV is output to the control object 72 through the second addition point 76.

また、熱間仕上圧延機14では、制御対象72により操作される操作因子に外乱され、熱間仕上圧延プロセスにプロセス状態の変化が現れると、前述したように、外乱診断装置10がプロセス状態の変化の原因となった外乱DR(i)を同定する。この外乱DR(i)は、第2加算点76に出力される。第2加算点76では、外乱DR(i)に予め設定されたゲインKを乗じ、その結果であるK・DR(i)を操作量OVに加算演算する。これにより、熱間仕上圧延プロセスでは、操作量OVが外乱DR(i)によって生じたプロセス状態の変化が打ち消されるように、デバイスコントローラ70により生成される操作量OVを効果的に修正できる。
以上説明した熱間仕上圧延プロセスでは、例えば、プロセス状態の状態変化量XDが下記の(1)式のように表される。
Further, in the hot finish rolling mill 14, when disturbance is caused by the operating factor operated by the control object 72 and a change in the process state appears in the hot finish rolling process, the disturbance diagnosis device 10 is in the process state as described above. The disturbance DR (i) that caused the change is identified. This disturbance DR (i) is output to the second addition point 76. At the second addition point 76, the disturbance DR (i) is multiplied by a preset gain K, and the result K · DR (i) is added to the manipulated variable OV. Thereby, in the hot finish rolling process, the operation amount OV generated by the device controller 70 can be effectively corrected so that the change in the process state caused by the disturbance DR (i) is canceled out.
In the hot finish rolling process described above, for example, the state change amount XD of the process state is represented by the following equation (1).

Figure 2009291809
Figure 2009291809

図6には、熱間仕上圧延プロセスにおいて仕上入側温度Tに外乱が印加された場合の板厚P及びルーパ角θに与える影響が各圧延スタンドF1〜F7毎に示され、図7には、熱間仕上圧延プロセスにおいて圧延スタンドF1のワークロールの圧延材に対する圧下位置(ロール間隙)に外乱が印加された場合の板厚P及びルーパ角θに与える影響が各圧延スタンドF1〜F7毎に示され、図8には、熱間仕上圧延プロセスにおいて圧延スタンドF2のワークロールの圧延材に対する圧下位置(ロール間隙)に外乱が印加された場合の板厚P及びルーパ角θに与える影響が各圧延スタンドF1〜F7毎に示されている。   FIG. 6 shows the influence on the plate thickness P and the looper angle θ when a disturbance is applied to the finish entry temperature T in the hot finish rolling process for each rolling stand F1 to F7. In the hot finish rolling process, the influence on the sheet thickness P and the looper angle θ when a disturbance is applied to the rolling position (roll gap) of the work roll of the rolling stand F1 with respect to the rolled material is applied to each of the rolling stands F1 to F7. FIG. 8 shows the influence on the sheet thickness P and the looper angle θ when a disturbance is applied to the rolling position (roll gap) of the work roll of the rolling stand F2 in the hot finish rolling process. It is shown for each of the rolling stands F1 to F7.

下記(2)式は、図7及び図8にそれぞれ示されたロール間隙に印加された外乱(ΔS1〜ΔS4)が、板厚Pに与える影響(Δh1〜Δh7)及びルーパ角θに与える影響(Δθ1〜Δθ6)の一例を示している。なお、他の操作因子に外乱が印加された場合の他のプロセス状態の影響についても、操作因子及びプロセス状態の属性に応じて係数を適宜設定することで、(2)式と同様な演算式により表すことが可能である。   The following equation (2) indicates that the disturbances (ΔS1 to ΔS4) applied to the roll gaps shown in FIGS. 7 and 8 respectively have an influence on the plate thickness P (Δh1 to Δh7) and an influence on the looper angle θ ( An example of Δθ1 to Δθ6) is shown. As for the influence of other process states when a disturbance is applied to other operating factors, an arithmetic expression similar to equation (2) can be obtained by appropriately setting coefficients according to the attributes of the operating factors and the process states. Can be represented by:

Figure 2009291809
Figure 2009291809

また、熱間仕上圧延プロセスにおける操作因子に外乱が印加された場合のプロセス状態の状態変化量をXDとすると、下記(3)における評価関数を最小とする外乱を算出することにより、操作因子に印加された外乱DRを推定することが可能である。   Moreover, when the state change amount of the process state when a disturbance is applied to the operating factor in the hot finish rolling process is XD, the disturbance that minimizes the evaluation function in the following (3) is calculated. It is possible to estimate the applied disturbance DR.

Figure 2009291809
Figure 2009291809

なお、上記(1)、(2)式における影響係数や特徴量の算出には、不可避的に誤差が含まれる。従って、外乱DRの決定にあたっては、閾値を定めておき、上記過程において推定した外乱DRの大小や、状態量間の方向性の妥当性などを組合わせて評価することにより、上記誤差による影響を軽減して最終的な外乱状態を精度良く推定できるようになる。   Note that the calculation of the influence coefficient and the feature amount in the above equations (1) and (2) inevitably includes errors. Therefore, in determining the disturbance DR, a threshold value is set, and the influence of the error is evaluated by combining and evaluating the magnitude of the disturbance DR estimated in the above process and the appropriateness of the directionality between the state quantities. The final disturbance state can be accurately estimated by reducing.

本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスで外乱診断を実施する外乱診断装置の構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the structure of the disturbance diagnostic apparatus which implements a disturbance diagnosis in the hot finishing rolling process which concerns on embodiment of this invention. (A)は本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスが実行される熱間仕上圧延機を模式的に示す構成図、(B)は圧延スタンドF1〜F7におけるロール間隙にそれぞれ個別に外乱を印加した場合のプロセス状態の変化を模式的に示す特性図、(C)は圧延スタンドF4及び圧延スタンドF5に外乱を印加した場合のプロセス状態の変化を模式的に示す特性図である。(A) is a block diagram which shows typically the hot finishing rolling mill in which the hot finishing rolling process which concerns on embodiment of this invention is performed, (B) is a disturbance separately to the roll gap | interval in the rolling stands F1-F7, respectively. FIG. 6C is a characteristic diagram schematically showing a change in the process state when applying a pressure, and FIG. 6C is a characteristic diagram schematically showing a change in the process state when disturbance is applied to the rolling stand F4 and the rolling stand F5. 図2に示される熱間仕上圧延機における互いに隣接する2台の圧延スタンド及び、これらの圧延スタンド間の構成を模式的に示す側面図である。FIG. 3 is a side view schematically showing two rolling stands adjacent to each other in the hot finish rolling mill shown in FIG. 2 and the configuration between these rolling stands. 本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスの外乱診断方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the disturbance diagnostic method of the hot finishing rolling process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延機における特定の制御対象を制御するデバイスコントローラの構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the structure of the device controller which controls the specific control object in the hot finishing rolling mill which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスにおける仕上入側温度に外乱が印加された場合の板厚及びルーパ角に与える影響を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the influence which it has on the plate | board thickness and looper angle when disturbance is applied to the finishing entry temperature in the hot finishing rolling process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスにおけるワークロールのロール間隙に外乱が印加された場合の板厚及びルーパ角に与える影響を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the influence which it has on the plate | board thickness and looper angle when disturbance is applied to the roll gap | interval of the work roll in the hot finishing rolling process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱間仕上圧延プロセスにおけるワークロールのロール間隙に外乱が印加された場合の板厚及びルーパ角に与える影響を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the influence which it has on the plate | board thickness and looper angle when disturbance is applied to the roll gap | interval of the work roll in the hot finishing rolling process which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 外乱診断装置
12 圧延材
14 熱間仕上圧延機
18、20 圧延スタンド
22、24 ワークロール
26、28 バックアップロール
30 ワークロールモータ
32 モータ制御装置
33 モータ制御装置
34 ギャップ制御装置
36 ルーパ機構
38 ルーパロール
40 ルーパアーム
42 ルーパモータ
44 張力・ルーパ角制御装置
48 外乱状態モデル演算部
50 外乱データ修正部
52 結果表示部
54 板厚センサ
56 状態監視コントローラ
58 加算点
60 外乱発生器
62 比較演算部
70 デバイスコントローラ
72 制御対象
74 第1加算点
76 第2加算点
DR 外乱
DV 仮定外乱
F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7 圧延スタンド
XD 状態変化量
XS シミュレーション変化量
θ ルーパ角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Disturbance diagnosis apparatus 12 Rolled material 14 Hot finishing rolling mill 18, 20 Rolling stand 22, 24 Work roll 26, 28 Backup roll 30 Work roll motor 32 Motor control apparatus 33 Motor control apparatus 34 Gap control apparatus 36 Looper mechanism 38 Looper roll 40 Looper arm 42 Looper motor 44 Tension / looper angle control device 48 Disturbance state model calculation unit 50 Disturbance data correction unit 52 Result display unit 54 Plate thickness sensor 56 State monitoring controller 58 Addition point 60 Disturbance generator 62 Comparison calculation unit 70 Device controller 72 Control target 74 First addition point 76 Second addition point DR Disturbance DV Assumed disturbance F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7 Rolling stand XD State change amount XS Simulation change amount θ Looper angle

Claims (2)

外乱によるプロセス状態の変化が時間遅れを伴って出現する動的プロセスに印加された外乱を推定する外乱診断方法であって、
前記動的プロセスに印加された外乱を仮定する外乱仮定ステップと、
外乱に基づいてプロセス状態の変化を演算する外乱状態モデルに、前記外乱推定ステップで仮定された仮定を入力して、シミュレーション結果を得るシミュレーションステップと、
前記外乱によるプロセス状態の変化と前記シミュレーション結果とを比較して、両者の差を算出する比較演算ステップと、
を備えて、
前記比較演算ステップで算出した差が、所定の範囲内になるまで、前記外乱仮定ステップで仮定する外乱を修正するとともに、前記シミュレーションステップ及び比較演算ステップを繰返して、外乱を同定することを特徴とする動的プロセスの外乱診断方法。
A disturbance diagnosis method for estimating a disturbance applied to a dynamic process in which a change in a process state due to a disturbance appears with a time delay,
A disturbance assumption step assuming a disturbance applied to the dynamic process;
A simulation step of obtaining a simulation result by inputting the assumption assumed in the disturbance estimation step into a disturbance state model that calculates a change in process state based on the disturbance,
A comparison operation step for comparing the change in the process state due to the disturbance and the simulation result to calculate the difference between the two,
With
The disturbance calculated in the disturbance assumption step is corrected until the difference calculated in the comparison calculation step is within a predetermined range, and the disturbance is identified by repeating the simulation step and the comparison calculation step. Disturbance diagnosis method for dynamic processes.
前記動的プロセスを熱間仕上圧延プロセスとし、
仕上入側温度、ロール間隙、ミル速度のうち少なくとも何れか一つを外乱とし、かつ、ルーパ角度、板厚、スタンド間張力、圧延荷重の少なくとも何れか一つをプロセス状態として表す前記外乱状態モデルを用いることを特徴とする請求項1記載の動的プロセスの外乱診断方法。
The dynamic process is a hot finish rolling process,
The disturbance state model in which at least one of finishing entry temperature, roll gap, and mill speed is a disturbance, and at least one of a looper angle, a plate thickness, a tension between stands, and a rolling load is a process state. The dynamic process disturbance diagnosis method according to claim 1, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102463268A (en) * 2010-11-10 2012-05-23 北京有色金属研究总院 Zinc alloy bar extrusion process design and optimization method
US10410437B2 (en) 2015-10-26 2019-09-10 Continental Automotive France Method for automatically adapting the conditions for establishing a diagnostic by an on-board diagnostic system

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