열간 스트립 밀의 자동화 및 두께 제어

열간 스트립 밀의 자동화 및 두께 제어

금속 압연 공정의 경제적 효율성은 최종 압연 제품의 품질 수준과 밀접한 관련이 있습니다. 평강 제품의 압연은 제품의 품질이 들어오는 재료, 기계 및 전기 장비, 작동 매개변수, 윤활, 자동화 및 제어 전략 등과 같은 다양한 요인에 의해 영향을 받는 복잡한 프로세스입니다. 중요한 품질 매개변수는 재료입니다. 두께, 재료 모양 및 표면, 응력 분포의 균질성. 비용 효율성을 최적화하고 재료 사용을 최대화하려면 스트립을 최소 허용 두께에 최대한 가깝게 롤다운할 수 있도록 두께에 대한 엄격한 허용 오차가 필수적입니다. 기계, 전기 및 계측 장비와 제어 전략 솔루션이 잘 결합되어야 제품 품질을 효과적으로 최적화할 수 있습니다.

열간 스트립 밀(HSM) 공정은 직사각형 단면과 250mm~350mm 범위의 두께를 갖는 연속 주조 강철 슬래브를 원하는 두께에 도달할 때까지 강철 플랫 스트립으로 압축함으로써 감소합니다. 여러 HSM은 두께가 1mm만큼 작은 스트립을 생산할 수 있습니다. 일반적인 HSM의 공정 단계는 (i) 최적의 온도에 도달하기 위해 푸셔 또는 워킹빔형 재가열로에서 슬래브를 재가열하는 것, (ii) 황삭 밀( 스탠드의 수) 예비 두께 감소를 달성하기 위한 (iii) 원하는 값으로 두께를 줄이는 5-7개의 연속 압연 스탠드로 구성된 마무리 압연기 및 (iv) 코일러에서 긴 스트립을 감습니다.

HSM의 피니싱 밀에서는 스트립 장력을 일정한 값으로 유지하는 것이 목적인 두 개의 연속 스탠드 사이 중간에 위치한 루퍼라고 하는 유압 암이 중요한 작업을 수행합니다. 이 기계 시스템은 제어 문제를 까다롭게 만드는 특히 불안정한 역학의 영향을 받습니다.

HSM에서 슬래브를 열간 압연 스트립으로 가공하는 것은 복잡한 기계 및 자동화 기술을 포함하는 여러 공정 단계를 통해 이루어집니다. HSM에서 열간 압연은 기계적 솔루션뿐만 아니라 적절한 제어 기술도 필요합니다. HSM에서 롤링하는 프로세스는 4가지 자동화 수준을 포함하는 표준 소프트웨어 및 자동화 아키텍처를 통해 제어할 수 있습니다.

자동화 시스템은 열간 스트립 밀의 성능을 결정하는 유일한 요소가 아닙니다. 그러나 기계 및 전기 장비의 주어진 구성에 대해 공장의 잠재적인 성능은 고성능 제어 및 자동화를 통해서만 달성됩니다. 제어가 우수한 성능을 달성하는 데 특히 중요한 처리량과 품질에 집중해야 합니다. 일반적으로 처리량과 품질은 긍정적이고 부정적인 방식으로 상호 작용하며 이러한 상호 작용은 제어 시스템을 정의할 때 고려해야 합니다.

처리량 – 공장에서 달성할 수 있는 궁극적인 처리량은 기계 및 전기 하드웨어의 기능에 의해 제한됩니다. 이 한계에 지속적으로 근접한 처리량을 달성하려면 고품질 제어 및 자동화가 필요합니다. 높은 처리량에서 3개 이상의 공작물이 동시에 다른 처리 단계에서 압연기에 있을 수 있습니다. 공장에서 치명적인 충돌을 방지하려면 정확한 추적이 필수적입니다. 추적 시스템은 압연기 장비의 신호와 공정 정보(예:한 조각이 굴러갈 때 길이가 늘어남)를 사용하여 압연기의 동적 맵을 유지합니다. 물론, 개별 밀링 도구의 분실에 대비해야 합니다.

처리량 제어는 압연 일정을 미리 보고 처리량을 제한할 수 있는 압연기 설치, 용광로, 황삭 압연기, 정삭 압연기 또는 코일러의 부분을 결정합니다. 그런 다음 제한 프로세스는 최대 처리량을 달성하도록 제어되고 프로세스의 다른 부분은 이 처리량과 일치하도록 제어됩니다. 그 결과 에너지 효율성이 향상되고 장비의 마모가 감소하여 비용이 절감됩니다.

처리량과 품질도 상호 작용합니다. 처리량이 증가함에 따라 제어가 더 어려워지고 필요한 수준의 품질과 수율을 유지하려면 제어 시스템의 신중한 설계가 필요합니다. 품질 및 처리량 제어도 긍정적인 방식으로 상호 작용합니다. 예를 들어, 마무리 공장에서 더 넓은 범위와 온도 제어의 정확성을 달성하기 위해 일반적으로 스탠드 간 냉각 스프레이가 설치됩니다. 이들은 압연기 출구에서 스트립 온도를 유지하도록 제어되어야 하지만, 나아가 목표 출구 온도를 유지하면서 마무리 압연기에서 공작물이 압연되는 속도를 높이는 데 사용할 수 있습니다.

품질 – 자동화 시스템의 주요 목표는 압연 코일이 사양의 요구 사항에 따라 치수(게이지, 너비, 프로파일 및 평탄도)와 재료 속성을 충족하도록 압연기 장비를 제어하는 ​​것입니다. 품질 매개변수를 제어하는 ​​데에는 두 가지 측면이 있습니다. 즉 (i) 공작물이 밀에 실을 쏠 때 공작물의 헤드 끝단을 제어하는 ​​것과 (ii) 코일을 롤링하여 원하는 품질 매개변수를 유지하기 위한 밀 장비를 제어하는 ​​것입니다.

두 가지 제어 모드, 즉 (i) 밀 설정 및 (ii) 동적 제어가 있습니다. 제어 전략의 근본적인 차이는 측정의 가용성에 따라 두 모드에 부과됩니다. 밀의 스트립 스레드로서 최종 품질 매개변수에 대한 측정이 없고 스트립이 측정 기기에 도달하지 않았을 뿐이며 제어는 피드포워드 및 모델 기반 제어에 의해 달성됩니다. 밀이 가득 차면 최종 품질 매개변수(일부)를 직접 측정할 수 있고 동적 피드백 제어가 작동합니다. 두 제어 모드 모두에서 정확성이 중요하며 우수한 헤드엔드 품질 매개변수는 높은 수율로 이어집니다. HSM에서 너비 제어도 중요합니다. 코일은 중량이 아닌 길이로 판매되는 경우가 많으며, 따라서 초과 폭은 수율 손실을 나타냅니다.

스트립의 모양은 상호 작용하는 두 가지 매개변수, 즉 (i) 프로파일 및 (ii) 평탄도에 의해 정의됩니다. 프로파일은 스트립 폭에 따른 두께 변화이며 다운스트림 처리의 경우 제어해야 합니다. 스트립 길이와 너비 모두에 걸쳐 균일한 두께가 필요합니다. 평탄도는 외부 힘을 가하지 않고 스트립이 평평하게 놓일 수 있는 능력이며 스트립의 다운스트림 처리에도 중요합니다. 평탄도 결함은 밀을 통한 비례 프로파일(프로파일을 두께로 나눈 값)을 제대로 제어하지 못하여 발생하므로 프로파일과 평탄도 제어 사이에 상호 작용이 있습니다.

평탄도 제어 문제는 평탄도가 밀링 출구뿐만 아니라 마무리 공장 스탠드 사이의 스탠드 간 간격에서 중요하기 때문에 프로파일의 문제와도 다릅니다. 스탠드 사이의 불량한 평탄도 결함은 마무리 압연기의 압연 공정의 불안정으로 이어져 제어력을 완전히 상실하고 코일이 파괴되어 자갈이 될 수 있습니다. 이는 수율 손실을 나타내며 분쇄기에서 자갈이 제거되는 동안 공정을 중지하여 분쇄기 가용성에도 영향을 미칩니다.

치수 매개변수 외에도 중요한 다른 품질 매개변수가 있습니다. 특히 중요한 목표는 완성된 스트립의 기계적 특성을 제어하는 ​​것입니다. 기계적 성질은 대부분 미세구조에 의해 결정되고 미세구조 자체는 어느 정도 변형률에 의해 결정되며 대부분은 압연 코일의 온도 이력에 의해 결정됩니다. 현재 제어 및 자동화 시스템에서 미세 구조 제어는 압연기 출구와 코일러 사이의 런아웃 테이블에서 스트립이 냉각될 때 온도 변화를 제어하여 간접적으로 달성됩니다. 제분소 야금학자가 목표 냉각 궤적을 정의하면 제어 시스템이 런아웃 테이블의 냉각 스프레이와 마무리 압연기 속도를 조정하여 원하는 온도 궤적을 최대한 정확하게 일치시킵니다.

제어 시스템 구조 – HSM에 대한 제어 목표는 처리량 및 제품 품질 매개변수 측면에서 표현됩니다. 그러나 실제 제어 범위는 밀리초 또는 밀리초 미만 수준의 작동 속도를 갖는 개별 로컬 고속 위치 제어 루프에서 시간당 또는 더 긴 시간 척도. 이러한 모든 제어는 자동화 시스템에서 필요한 전체 성능에 기여하지만 목표는 종종 특정 컨트롤러의 시간 규모에 더 적합한 하위 목표로 표현됩니다. 예를 들어, 포지션 루프의 목표는 요구되는 포지션 변경에 대한 변화율과 오버슈트(overshoot)로 표현될 수 있고, 공장을 통한 제품의 전체 일정은 생산 계획을 만족시키는 속도의 관점에서 표현될 수 있습니다.

열간 스트립 밀에 적용되는 자동화 기술은 일반적으로 각각 레벨 0, 1, 2, 3이라고 하는 4가지 레벨로 나뉩니다. 최고의 성능과 최고의 생산성 수준을 달성하기 위해 계층적으로 협력해야 하는 이러한 모든 자동화 수준에서 다수의 제어 기술, 물리적 현상의 수학적 모델 및 최적화 알고리즘이 구현됩니다. 일반적으로 열간 스트립 밀에 적용되는 제어 자동화 시스템의 계층 구조는 그림 1에 나와 있습니다.

개별 제어의 이러한 시간 규모 및 범위의 차이는 현재 압연기에서 널리 사용되는 제어 시스템의 다단계 구조에 반영됩니다. 그림 1에는 이러한 다중 레벨 시스템의 블록 다이어그램이 나와 있습니다. 다양한 수준 간의 기능 분리가 가파르지 않고, 특정 기능을 수준 1 또는 수준 2에서 구현하는지 여부는 설치마다 그리고 더 나은 제어 방법 및 장비의 개발에 따라 다를 수 있습니다.

그림 1 열간 스트립 밀 공정의 일반적인 자동화 시스템 구조

레벨 0 – 이것은 가장 낮은 수준의 제어이며, 예를 들어 압연기에서 롤을 배치하는 데 사용되는 유압 캡슐과 압연기에 전원을 공급하는 주 전기 모터용 제어 루프를 포함합니다.

레벨 1 – 주로 부분 제어와 관련이 있습니다. 이 수준에서 스트립 두께 및 온도와 같은 품질 매개변수가 나타나기 시작합니다. 그러나 레벨 1 루프의 목표는 종종 레벨 2에서 제공하는 하위 목표입니다. 예를 들어, 레벨 1 제어 루프는 마무리 압연기에서 중간 스탠드의 출구 두께를 제어하는 ​​기능을 하며, 이 출구 두께 패턴은 압연기를 통과합니다. 기계 및 공정 제약 내에서 필요한 밀 출구 두께를 달성하기 위해 레벨 2로 설정됩니다.

레벨 1 자동화는 하위 레벨 장치(액추에이터 및 변환기)와 직접 상호 작용합니다. 실시간 제어 루프 및 논리 시퀀스가 ​​여기에서 구현됩니다. 예를 들어 VME(Versa Module European) 아키텍처 기술을 통해 빠른 샘플링(1밀리초)과 높은 컴퓨팅 성능을 얻을 수 있습니다. 대신 기존 PLC는 10밀리초의 최소 샘플 시간을 보장합니다. HMI(인간-기계 인터페이스)는 작업자에게 공정을 실시간으로 보여줍니다.

레벨 2 – 품질 및 처리량 매개변수의 제어를 직접 처리합니다. 작동 영역은 레벨 1보다 훨씬 넓으며 잘 발달된 시스템에서 재가열로, 황삭 분쇄기, 마무리 분쇄기 및 런아웃 테이블의 통합 제어를 포함합니다. 그것은 공작물에서 공작물로 밀의 설정 제어와 매우 관련이 있지만 종종 동적 인 피스 제어의 일부도 포함합니다. 일반적으로 레벨 2의 동적 제어는 예를 들어 마무리 밀의 전체 조정 제어와 관련됩니다. 로컬 제어 루프는 레벨 1에 더 적합합니다. 레벨 2의 제어 대부분은 본질적으로 피드포워드이며 모델 기반입니다. 우수한 제어 성능을 위해서는 공정의 예측 모델(예:변형 및 온도 모델)과 압연기 및 센서의 동적 모델이 필요합니다. 압연기의 최첨단 제어에 필요한 대부분의 프로세스 모델이 여기에 있습니다.

레벨 2 자동화는 최적의 플랜트 설정 계산, 생산 보고서 생성 및 제품 품질의 통계 분석과 같은 더 높은 수준의 제어 기능 및 유틸리티를 제공합니다. 특히 기술 프로세스의 수학적 모델은 적절한 플랜트 설정을 생성하는 데 사용됩니다. 시간이 변하는 다양한 작업 조건에서 물리적 모델의 신뢰성은 자체 적응, 즉 모델 예측의 신뢰성을 재귀적으로 향상시키는 플랜트 피드백을 기반으로 하는 식별 기술을 통해 달성됩니다. 기술 정보 및 생산 기록 아카이브는 데이터베이스(DB)에 저장되는 반면 공정 워크 스테이션(PWS)은 레벨 2 유틸리티에 대한 그래픽 인터페이스를 제공합니다.

레벨 3 – 레벨 3 자동화 시스템은 최고 수준의 생산 감독('제조 실행 시스템'(MES) 기능이라고도 함), 보관소 관리 및 속한 다른 프로세스의 레벨 2 간의 조정을 위한 추가 유틸리티를 제공하기 위해 구현됩니다. 같은 공장에. 레벨 3 자동화 시스템은 HSM의 생산 공정과 상류 및 하류 단위의 생산 공정 간의 생산 일정을 조정하는 역할을 합니다.

레벨 3은 주로 열간 스트립 밀의 스케줄러 역할을 합니다. 공장의 주문서를 가져와 공장을 위해 개발된 일정 규칙을 준수하는 일반적으로 100 – 200개의 작업 조각으로 구성합니다. HSM 자체뿐만 아니라 레벨 3은 업스트림 및 다운스트림 프로세스와 재고 영역을 고려합니다. 사용된 일정 규칙은 기본적으로 압연기의 글로벌 모델로, 일정자가 압연기 장비에 의해 부과된 제약 내에서 필요한 품질 매개변수를 달성할 수 있도록 라운드를 구성할 수 있습니다. 전통적으로 가장 중요한 요소는 마모와 열팽창으로 인한 압연기의 롤 프로파일의 변화입니다. 여기에서 좁은 시작을 의미하는 '관' 일정이 파생됩니다. 즉, 열 크라운이 롤에서 증가함에 따라 더 넓은 재료로 빠르게 축적되고 롤이 마모됨에 따라 점차 좁아지는 것을 의미합니다.

HSM에 적용된 제어 기술

HSM을 위한 고급 제어 및 모델링 솔루션의 사용은 지난 40-50년 동안 다양한 방향으로 여러 발전을 거쳤습니다. 여기에는 (i) 1970년대 이후 마무리 밀에 대해 제안된 다변수 제어 기술의 사용이 포함되며 현재는 다운스트림 루퍼 또는 다운스트림 코일러와 함께 일반 압연 스탠드를 제어하기 위한 통합 도구로 간주됩니다. (ii) 개발 소재 온도 및 압연 공정에 따른 소재 특성 예측을 위한 다양한 모델 개발 및 권취 온도 조절 제어 적용 (iii) 마찰 현상을 보상하기 위한 첨단 제어 기술 개발 (iv) 재료의 평탄도와 프로파일을 개선하기 위한 모델 및 컨트롤러 개발 (v) 자갈이 발생할 확률을 줄여 생산성 수준을 높이기 위해 최근에 도입된 조향 제어 기술 개발. 그림 2는 레벨 1 컨트롤이 있는 열간 스트립 밀의 일반적인 레이아웃을 보여줍니다.

그림 2 레벨 1 컨트롤이 있는 열간 스트립 밀의 일반적인 레이아웃

두께 조절 제어 기술

그림 3은 일반적으로 다음 센서를 제공하여 HSM에 적용되는 두께 조절의 예를 보여줍니다. 두께 규제에 필요한 기구 및 센서는 아래와 같습니다.

두께 및 프로파일 게이지 – 이 게이지는 x-ray 기술을 기반으로 하며 공작물의 중심선 두께를 측정하기 위한 것입니다. 게이지는 움직이는 캐리지에 거의 장착되지 않으며 코일 폭을 따라 전체 두께 프로파일을 측정할 수 있습니다. 일반적으로 밀의 마지막 스탠드 끝에 하나의 두께/프로파일 측정 시스템이 설치됩니다.

로드 셀 – HSM 두께 조절을 위한 기본 측정 신호인 구름력을 측정할 수 있도록 제공됩니다. 로드 셀이 제공되지 않는 경우 메인 실린더에 설치된 압력 변환기에 의해 생성된 유압력 신호의 측정을 대안 수단으로 활용할 수 있습니다.

스탠드 간 스트립 장력을 직접 측정하기 위해 경우에 따라 로드 셀이 루퍼에 장착됩니다. 또한 이 경우에 대체 수단은 루퍼에 작용하는 유압 실린더에 장착된 압력 변환기에 의해 생성된 힘 신호로 표시됩니다.

그림 3 열간 스트립 밀의 두께 제어

기본 컨트롤러와 외부 컨트롤러를 구분하는 특정 기능이 있습니다. 기본 컨트롤러는 물리적 액추에이터에 대한 참조 구현을 담당하는 컨트롤러입니다. 반면에 외부 컨트롤러는 원하는 목표에 도달하기 위해 기본 컨트롤러에 대한 참조를 생성하는 컨트롤러입니다. 두께 제어는 다음과 같은 기본 컨트롤러를 통해 이루어집니다.

유압 갭 제어(HGC) – HGC는 갭 기준을 수신하고 유압 실린더에 배치된 위치 인코더에서 오는 갭을 측정하고 실린더의 움직임을 생성하는 오일 질량 흐름을 실제로 제어하는 ​​서보 밸브 명령을 생성하는 컨트롤러에 의해 수행됩니다. 분명히 측정된 간격은 스탠드의 탄성 스트레치 때문에 스탠드의 물리적 간격과 크게 다를 수 있습니다.

토크 컨트롤러(TC) – 토크 컨트롤러는 두 개의 릴에서 발생하는 토크를 제어합니다. 이 컨트롤러는 스트립 코일링/풀림 장력을 일정하게 유지하는 것을 목표로 하는 '토크에 의한 장력 제어(TCT) 컨트롤러에 의해 생성되는 토크 기준을 받습니다.

속도 컨트롤러(SC) – 속도 조절기는 스탠드 속도를 조절하는 역할을 합니다. 분명히 압연 안정성을 달성하기 위해 속도 기준은 압연기의 다른 작업과 조정되어야 합니다.

유압 토크 컨트롤러(HTC) – 유압식 토크 컨트롤러는 루퍼에서 발생하는 토크를 제어하는 ​​역할을 합니다.

자동 게이지 제어

자동 게이지 제어(AGC) 시스템은 핫 스트립의 원하는 두께를 달성하기 위해 HSM에 제공됩니다. 두께 조절을 위한 시스템입니다. HSM에 적용하기 위해 AGC는 각 스탠드의 스트레치 획득을 엄격하게 요구합니다. 스탠드 스트레치의 획득은 HSM의 경우 매우 중요하지만 냉간 압연기의 경우 훨씬 덜 중요합니다.

스탠드 스트레치는 메인 유압 실린더(즉, HGC 실린더)에 의해 압축력이 생성될 때 스탠드의 기계적 구조의 탄성 거동을 나타냅니다. 이 특성은 HSM에서 AGC를 구현하기 위해 미리 알고 있어야 하며 이러한 이유로 '스트레치 획득 시퀀스(SAS)'로 알려진 롤링 전에 적절한 제어 시퀀스가 ​​구현 및 실행됩니다.

SAS는 작업 롤을 접촉시키고 HGC에 대한 위치 기준을 최소값에서 최대값으로 선형 수정하여 얻습니다. 각 위치 참조에 대해 로드 셀(또는 HGC 유압력 측정)에 의해 측정된 힘은 그림 4에 묘사된 것과 유사한 스트레치 특성을 구축하기 위해 기록됩니다. 기록은 일반적으로 두 번 수행됩니다. 첫 번째 기록은 증가하는 HGC 위치 참조(위 판독)로 만들어지고 두 번째 기록은 감소하는 HGC 위치 참조(아래 판독)로 만들어집니다.

상향 판독값과 하향 판독값 간의 차이는 스탠드의 탄성 거동에서 무시할 수 없는 히스테리시스와 연결됩니다. 마지막으로 AGC 작업을 수행하기 위해 다음 식을 만족하는 최적 다항식 곡선을 저장한다. 방정식의 F는 측정된 힘입니다.

그림 4 열간 스트립 밀의 스트레치 특성

스트레치 특성 '신장'(F)의 획득은 방정식 h' =S + F( 스트레치) 여기서 h는 고려된 스탠드에 대한 스트립 출구 두께, h'는 이전 방정식에서 파생된 추정치, S는 유압 실린더에 장착된 인코더에서 파생된 고려된 스탠드에 대해 측정된 간격, F는 측정된 롤링 힘(로드 셀 또는 HGC 압력에서). 이 방정식은 일반적으로 '게이지 미터 방정식'이라고 하며, 소위 '밀 모듈러스', 즉 스탠드의 탄성 상수인 Mm을 도입하여 자주 단순화됩니다. 단순화된 방정식은 h' =S + F/Mm입니다. 일반적으로 기존 AGC의 실제 구현은 첫 번째 방정식을 기반으로 하는 반면 모델을 기반으로 하는 고급 컨트롤러 합성은 두 번째 방정식으로 표현되는 선형 버전을 활용할 수 있습니다.

HSM의 AGC는 스탠드 스트레치의 히스테리시스, 가능한 변동으로 인한 재료 경도의 변화와 같은 여러 현상을 보상하여 모든 HGC에 대한 위치 기준에 작용하여 스트립의 두께를 일정하게 유지하는 목적을 가지고 있습니다. 재료 온도 등. 이를 위해서는 한 스탠드와 다음 스탠드 사이에 루퍼가 있음을 고려할 필요가 있습니다. 이는 한 스탠드에서 수행하는 조절이 효과적인 스탠드 간 장력 제어가 제공되는 인접 스탠드에서 수행되는 조절에 영향을 미치지 않는다는 것을 의미합니다. 루퍼에 의해 보장됩니다. 이러한 사실은 열간 압연기와 냉간 압연기에 대한 AGC의 제어 아키텍처가 크게 다른 주된 이유를 나타냅니다.

HSM의 AGC는 롤링 중에 협력하는 일부 외부 컨트롤러에 의해 달성됩니다. 특히 두 개의 레귤레이터가 루퍼를 제어합니다. 아래에 설명되어 있습니다.

토크에 의한 루퍼 제어(LCT) – LCT는 HTC에서 사용하는 토크 기준에 따라 스탠드 간 장력을 조절합니다. 일반적으로 LCT는 루퍼에 장착된 로드셀에서 발생하는 장력 오차 또는 루퍼 유압력에 의해 유도된 스탠드 간 장력 추정에 의해 공급됩니다.

속도에 의한 루퍼 제어(LCS) – LCS는 업스트림 스탠드의 속도 기준에 작용하여(즉, 업스트림 스탠드에 작용하는 SC에 대한 기준에 작용하여) 루퍼 각도 위치를 조절하는 것을 목표로 합니다. 이 조절기는 질량 유량 조절기라고도 합니다.

적절한 두께 조절은 중간 스탠드와 최종 스탠드에 대해 각각 다른 방식으로 이루어집니다. 실제로 중간 스탠드의 경우 직접적인 두께 측정이 불가능하므로 위의 두 방정식과 같이 게이지 미터 원리에 따라 간접적으로 두께를 측정할 수 있습니다. 따라서 그림 4의 AGC는 다음과 같은 두 개의 레귤레이터로 구성된다.

절대 게이지 제어, 갭을 통한 피드백(AGBG) – AGBG는 직접 두께 측정 장치가 제공되지 않는 모든 중간 스탠드에 적용되며 게이지 미터 원리를 기반으로 해당 HGC의 갭 기준에 대한 트림을 생성합니다. 이 제어기는 또한 백업 롤 베어링의 유막 변화, 스트립과의 접촉으로 인한 작업 롤의 열팽창 및 마모로 인한 롤 직경 변화와 관련된 일부 피드포워드 보상을 담당합니다. .

모니터 게이지 제어, Gap을 통한 피드백(MGBG) – MGBG는 Mill 출구에 위치한 X-ray에서 나오는 두께의 피드백을 이용하여 Finishing Mill의 마지막 Stand를 떠나는 Strip의 Strip 두께를 적절한 목표값에 맞게 유지하는 것을 목표로 합니다. 편차 신호는 모든 스탠드의 HGC에 대한 간격 참조를 수정하는 데 사용됩니다. 실제로 전용 알고리즘은 모든 마무리 스탠드 간에 수정 사항을 배포하는 방법을 정의합니다. 그러나 MGBG를 구현하는 데 있어 가장 큰 문제는 필요한 보정을 구현하는 스탠드와 엑스레이 사이의 운송 지연을 엄격하게 고려해야 한다는 것입니다.

마지막으로 그림 3과 같이 LCT는 AGBG 레귤레이터에서 트림을 수신하여 LCT와 AGBG 간의 상호 작용을 줄일 수 있습니다.

스피드 마스터

압연기의 안정성을 보장하기 위해 스탠드와 코일러의 속도를 조정해야 합니다. 이것은 '스피드 마스터'로 알려진 피드포워드 컨트롤러에 의해 수행됩니다. 열간 압연 공정의 불안정성 문제를 방지하기 위해 하나의 스탠드를 '피벗 스탠드'로 선택하고 피벗 스탠드의 속도 변화를 피드포워드에서 다른 스탠드에 적합한 속도 변화를 통해 보상합니다. 이를 위해서는 모든 스탠드에 대한 '전진 슬립'(FS), 즉 스탠드 모터 '각속도'(As) 간의 관계를 나타내는 다음 계수를 최대한 정확하게 아는 것이 기본입니다. 및 출구 스트립 속도(Vout). 이것은 FS =Vout / RAs 방정식으로 표시되며, 여기서 R은 작업 롤의 반경입니다. 일반적으로 FS 계수는 장력 설정점 및 스트립 속도에 대한 감도와 함께 레벨 2 자동화 시스템에 설치된 적절한 수학적 모델을 통해 추정됩니다.

피니싱 밀에 적용된 다변수 제어

최근 몇 년 동안 고급 제어 기술이 구현되었으며 이제 HSM 마무리 밀의 두께 제어에서 잘 확립된 것으로 간주됩니다. 주요 목적은 HSM 프로세스에서 작동하는 주요 컨트롤러(더 정확하게는 AGBG, LCT 및 LCS)를 하나의 컨트롤러에 통합하기 위해 다변수 프레임워크를 제공하는 것입니다. 성능을 높이는 동시에 초박형 게이지 구현 시 자갈이 생길 확률을 낮춥니다.

따라서 다운스트림 루퍼에 적용된 LCT/LCS와 함께 특정(n번째) 스탠드에 의해 달성된 AGBG를 함께 수행하기 위해 중간 스탠드에 다변수 제어가 적용됩니다(그림 5). 고급 제어를 사용하는 또 다른 이유는 스탠드 스트레치에 대한 지식과 관련된 가능한 불확실성에 대한 선험적 견고성을 도입할 필요성으로 나타납니다. 밀 모듈러스는 AGBG 불안정성을 유발할 수 있습니다. 한편, 스트레치 측정은 오프라인으로 진행되며, 스탠드웨어와 함께 시간에 따라 변동될 수 있습니다.

그림 5 열간 스트립 밀에서 다변수 제어의 적용