DE102016116076A1

DE102016116076A1 - Anlagensteuerungsvorrichtung, Walzsteuerungsvorrichtung, Anlagensteuerungsverfahren und Anlagensteuerungsprogramm

Info

Publication number: DE102016116076A1
Application number: DE102016116076.8A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hattori
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: CN106540966B; DE102016116076B4; CN106540966A; JP6404195B2; JP2017058932A; KR20170033224A

Abstract

Vorteilhafte Einstellung eines Phasenverschiebungswertes eines Steuerungsausgangssignals zum Verbessern einer Steuerwirkung, wenn ein gesteuertes Objekt bei Anwendung einer Vorsteuerung an einer Anlage wie beispielsweise einem Walzwerk mehrere Variationsfaktoren unterschiedlicher Phasen aufweist. Eine Anlagensteuerungsvorrichtung führt eine Vorsteuerung bei einem Bearbeitungsverfahren eines gesteuerten Objekts durch. Die Vorsteuerung wird auf Basis einer in dem zu steuernden Objekt aufgetretenen Variation einer Prästeuerungszustandsgröße durchgeführt, wobei die Variation durch einen dem gesteuerten Objekt zuzurechnenden Variationsfaktor verursacht wurde. Die Anlagensteuerungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Phasendifferenz zwischen einer Variation einer Prästeuerungszustandsgröße und einer Variation einer Poststeuerungszustandsgröße zu ermitteln. Bei der Poststeuerungszustandsgröße handelt es sich um eine Zustandsgröße des gesteuerten Objekts nach Ausführung des Bearbeitungsverfahrens. Die Anlagensteuerungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, so lange einen Phasenverschiebungswert auf Basis der Phasendifferenz festzulegen, bis ein Ergebnis einer Messung der Prästeuerungszustandsgröße von der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz berücksichtigt wurde.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlagensteuerungsvorrichtung, eine Walzsteuerungsvorrichtung, ein Anlagensteuerungsverfahren und ein Anlagensteuerungsprogramm.
Technischer Hintergrund
In einem Walzwerk, bei dem es sich um eine Anlage handelt, in der Metallplatten mit dem Ziel gewalzt werden, in wirtschaftlicher Weise dünne metallische Materialien zu erzeugen, kann es durch eine ungleichmäßige Härte eines Metallblechs, bei dem es sich um ein Walzmaterial handelt, gegebenenfalls zu Mängeln in Bezug auf die Blechdicke kommen. Unter einer ungleichmäßigen Härte wird ein Zustand verstanden, bei dem die Härte des Walzmaterials in dem Walzmaterial nicht vollkommen gleichförmig ist. Die Härte des Walzmaterials fungiert während des Walzens als Deformationswiderstand. Wenn in der Walzrichtung, die der Transportrichtung zum Transportieren des Walzmaterials während des Walzens entspricht, eine ungleichmäßige Härte vorhanden ist, wird daher das Walzmaterial an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark zusammengedrückt, was zu Schwankungen der Blechdicke nach dem Walzen führt.
Allgemein wird das Walzen durchgeführt, indem das Walzmaterial mehrfach durch das Walzwerk hindurchgeführt wird, um ausgehend von einer ursprünglichen Blechdicke, die der Blechdicke eines ursprünglichen Metallbleches entspricht, die Dicke auf eine Produktdicke zu verringern. Das Vorhandensein einer ungleichmäßigen Härte bedeutet, dass die Härte des Walzmaterials an verschiedenen Stellen unterschiedlich ist; daher kommt es zu Schwankungen bei der Blechdicke. Durch wiederholtes Walzen nimmt die Abweichung der Schichtdicke mit jedem weiteren Durchlauf zu. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Blechdicke von Produkten wird bei einem Walzwerk eine Blechdickensteuerung eingesetzt. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, die Blechdickenschwankung, die bei der Durchführung des Walzens durch die ungleichmäßige Härte verursacht wird, durch eine Blechdickensteuerung zu beseitigen.
Beispielsweise wird die bei einem bestimmten Walzvorgang durch eine ungleichmäßige Härte verursachte Schwankung der Blechdicke mit einem zufuhrseitigen Blechdickenmessgerät beim nächsten Walzvorgang ermittelt, wobei zur Verminderung der Blechdickenschwankung eine Blechdickenvorsteuerung ausgeführt wird. Da die ungleichmäßige Härte jedoch in verstärktem Maße zu einer Blechdickenschwankung führt, muss die Verstärkung größer als eine gewöhnliche Steuerungsverstärkung sein. Das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer ungleichmäßigen Bärte wird durch Frequenzanalyse bestimmt, woraufhin die Steuerungsverstärkung bei der Blechdickenvorsteuerung geändert wird ( JP-A-2000-33409 ).
Mit der in JP-A-2000-33409 offenbarten Technik behandelt die Vorsteuerung eine Blechdickenschwankung, zu der es bei einem vorhergehenden Walzvorgang gekommen ist, beim nächsten Walzvorgang als eingangsseitige Blechdickenschwankung, um eine infolge einer ungleichmäßigen Härte aufgetretene Variation des Deformationswiderstands in Transportrichtung des gewalzten Materials zu beseitigen. Anschließend wird die Steuerungsverstärkung der Vorsteuerung entsprechend der Anwesenheit oder Abwesenheit einer ungleichmäßigen Härte geändert.
Bei der Vorsteuerung handelt es sich um eine Proportionalsteuerung, wobei diese eine Phase und Amplitude ausgibt, die einem Zielsteuerungsverlauf entsprechen, der eine maximierte Steuerwirkung gewährleitet. Als Steuerungsverlauf wird eine Sinuskurve angenommen, und ein Steuerungsausgangssignal wird durch Multiplizieren der Sinuskurve mit einer Steuerungsverstärkung erzeugt. Anschließend wird untersucht, wie sich die resultierende Phase und die resultierende Amplitude ändern. Beispielsweise wird als Steuerungsausgangssignal in Bezug auf eine Sinuskurve sin(ωt) mit Hilfe einer Multiplikation mit einer Steuerungsverstärkung G und mit Hilfe einer Phasenverschiebung Δ eine Sinuskurve erzeugt, wobei das erhaltene Ergebnis als y bezeichnet wird.
In diesem Fall wird y durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt. y = sin(ωt) – Gsin(ωt + Δ) = Xsin(ωt + δ) (1)
Die Amplitude von y in Gleichung (1) wird durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt, und die Phase von y wird durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt.
δ = tan^–1( –GsinΔ / 1 – GcosΔ) (3)
19 zeigt die Kurvenverläufe von X, d. h. der Amplitude von y, und der Phasendiskrepanz δ abhängig von der Steuerungsverstärkung G und der Phasenverschiebung Δ. Wie aus 19 ersichtlich ist, führt eine größere Phasenverschiebung Δ auch zu einer Vergrößerung der Amplitude. Abhängig von der Steuerungsverstärkung G wird daher über 60 Grad keine Steuerwirkung erzielt, ganz im Gegenteil sorgt dies für einen nachteiligen Effekt. Wenn bei der Steuerung eine Phasenverschiebung Δ auftritt, wird die Phase y des Steuerungsergebnisses, die als Ergebnis erhalten wird, gegenüber der ursprünglichen Sinuskurve sin(ωt) verschoben.
Das bedeutet, dass, wenn die Phasen zwischen einem gesteuerten Objekt und einem Steuerungsausgangssignal verschoben sind, also eine Phasenverschiebung Δ vorliegt, die Steuerwirkung selbst dann, wenn die Steuerungsverstärkung einer Vorsteuerung, bei der es sich um eine Proportionalsteuerung handelt, erhöht wird, gering sein kann oder die Phasenverschiebung sogar verschlechtert wird.
Es wird nun der Fall angenommen, dass es zu einer Blechdickenschwankung kommt, die durch eine ungleichmäßige Härte verursacht wird. Da beim Walzvorgang eine Blechdickensteuerung und eine Zugspannungssteuerung vorgenommen werden, verschiebt sich die Phasenbeziehung zwischen der Blechdickenschwankung und der Ungleichmäßigkeit der Härte. Die Phasenbeziehung gibt an, um welchen auf eine Periode von 360 Grad bezogenen Winkel die Amplituden der jeweiligen Kurvenverläufe zueinander verschoben sind. Die Steuerwirkung kann daher selbst dann nicht erhalten werden, wenn die Vorsteuerung mit einem eingangsseitigen Blechdickenverlauf des Walzmaterials vorgenommen wird, da sich die Phasenbeziehung gegenüber dem ursprünglichen Härteverlauf verschoben hat.
Dieses beim Walzen eines metallischen Materials auftretende Problem ist nicht auf eine ungleichmäßige Härteverteilung in dem gewalzten Material beschränkt. Wenn ein gesteuertes Objekt, das vor der Steuerung einen Variationsfaktor aufweist, der auf Basis eines Referenzvariationsfaktors entstanden ist, bei einer Anlagensteuerung zum Erzielen eines Steuerungsergebnisses gesteuert wird, kann ein Problem ähnlich wie bei dem Fall auftreten, bei dem eine Phasenverschiebung zwischen dem Referenzvariationsfaktor und dem Variationsfaktor vor der Steuerung vorliegt.
Das durch die vorliegende Erfindung zu lösende Problem besteht vorzugsweise darin, den Wert einer Phasenverschiebung eines Steuerungsausgangssignals so einzustellen, dass, wenn bei einer Anlage wie einem Walzwerk eine Vorsteuerung vorgenommen wird, die Steuerwirkung verbessert wird, wenn ein gesteuertes Objekt mehrere Variationsfaktoren mit unterschiedlichen Phasen aufweist.
Kurzbeschreibung
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise die in den Ansprüchen beschriebenen Konfigurationen verwendet. In dieser Anmeldung werden mehrere Komponenten zur Lösung der Problemstellungen berücksichtigt, wobei das folgende Beispiel angegeben wird. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Anlagensteuerungsvorrichtung für die Durchführung einer Vorsteuerung bei einem Bearbeitungsverfahren eines gesteuerten Objekts. Die Vorsteuerung erfolgt auf Basis einer in dem zu steuernden Objekt aufgetretenen Variation einer vor der Steuerung vorhandenen Zustandsgröße, die durch einen dem gesteuerten Objekt zuzurechnenden Variationsfaktor verursacht wurde Die Anlagensteuerungsvorrichtung umfasst eine Phasendifferenzerfassungseinrichtung und eine Vorsteuerungseinstellungseinheit. Die Phasendifferenzerfassungseinrichtung ist zum Erfassen einer Phasendifferenz zwischen einer Variation einer vor der Steuerung vorhandenen Zustandsgröße (Prästeuerungszustandsgröße) und einer Variation einer nach der Steuerung vorhandenen Zustandsgröße (Poststeuerungszustandsgröße) ausgebildet. Bei der Poststeuerungszustandsgröße handelt es sich um eine Zustandsgröße des gesteuerten Objekts nach Ausführung des Bearbeitungsverfahrens. Die Vorsteuerungseinstellungseinheit ist dazu ausgebildet, einen Wert einer Phasenverschiebung so lange festzulegen, bis ein Ergebnis einer Messung der Prästeuerungszustandsgröße von der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz berücksichtigt wurde.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der Wert einer Phasenverschiebung eines Steuerungsausgangssignals vorzugsweise so eingestellt, dass wenn bei einer Anlage wie einem Walzwerk eine Vorsteuerung vorgenommen wird, die Steuerwirkung verbessert wird, wenn ein gesteuertes Objekt mehrere Variationsfaktoren mit unterschiedlichen Phasen aufweist. Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsformen erläutert außer den oben beschriebenen weitere Problemstellungen, Konfigurationen und Auswirkungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung einer Gesamtkonfiguration von Walzeinrichtungen und Walzsteuerungsvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung eines Walzvorgangs in dem Walzwerk und von mit dem Walzvorgang verknüpften Parametern;
3 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung Grundgleichungen einer Walzsteuerung;
4 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung den Verfahrensablauf einer Blechdickensteuerung mit Hilfe einer Blechdickensteuerungseinheit;
5 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung den Verfahrensablauf einer Zugspannungssteuerung mit Hilfe einer Zugspannungssteuerungseinheit;
6 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
7 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
8 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
9 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung Verfahrensabläufe einer Blechdickensteuerungseinheit und einer Vorsteuerungseinstellungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Funktionsstruktur einer Steuerungsverstärkungs/Zeitverschiebungswerteinstellungsvorichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt einen Vorgang zur Berechnung einer Phasendifferenz gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Flussdiagramm;
12A bis 12C sind Zeichnungen zur Veranschaulichung der Berechnung der Phasendifferenz gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
14 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
15 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
16 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
17 zeigt eine Zeichnung zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen eines Walzvorgangs;
18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration der Walzsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
19 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Beziehung zwischen einem Wert einer Phasenverschiebung und einem Wert einer Phasendiskrepanz der Phasensteuerung und einer Amplitude.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Anlagensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Steuerungsvorrichtung für ein Walzwerk verwendet wird, das ein Walzverfahren zur Bearbeitung eines Walzmaterials beispielsweise bestehend aus einem metallischen Material durchführt.
Ein Merkmal dieser Ausführungsform ist ein Steuerungsverfahren, bei dem durch vier Walzgerüste in Tandemanordnung die Blechdickenschwankung minimiert wird, die durch eine ungleichmäßige Härte hervorgerufen wird, wobei es sich bei der ungleichmäßigen Härteverteilung um eine Variation des Deformationswiderstands des Walzmaterials handelt. 1 ist ein Blockdiagramm, das vier Walzgerüste und eine Steuerungsstruktur für die vier Walzgerüste gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 1 veranschaulicht werden vier Walzgerüste in Tandemanordnung von einem #1-Walzgerüst 11 bis zu einem #4-Walzgerüst 14 hintereinander angeordnet, die jeweils mehrere Walzen aufweisen. Das Walzen an jedem der Walzgerüste erfolgt wie in 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform weist ein Walzgerüst 6 Walzen auf. Die Walzen durch die ein Walzmaterial geführt wird, werden von innen nach außen als Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen bezeichnet.
Wie in 2 veranschaulicht wird, erfolgt das Walzen durch Zusammendrücken des Walzmaterials zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze. Hierbei wird das Walzmaterial 0 mit einer eingangsseitigen Zugspannung T_b und einer ausgangsseitigen Zugspannung T_f gezogen. Durch das Zusammendrücken aufgrund einer Walzlast P wird aus einer eingangsseitigen Blechdicke H eine ausgangsseitige Blechdicke h. Beim Walzvorgang werden eine Walzlast P, ein Vorwärtsschlupf f und ein Rückwärtsschlupf b erzeugt. Bei einer Walzengeschwindigkeit V_r erhält man eine eingangsseitige Geschwindigkeit V_e und eine ausgangsseitige Geschwindigkeit V_o wie in 2 gezeigt.
3 veranschaulicht ein Modell eines Walzvorgangs gemäß 2. Die eingangsseitigen Geschwindigkeiten V_e und die ausgangsseitigen Geschwindigkeiten V_o an einem bestimmten Walzgerüst sowie einem Walzgerüst vor und nach dem bestimmten Walzgerüst verändern die eingangsseitige Zugspannung T_b und die ausgangsseitige Zugspannung T_f. Die Änderung der Zugspannung verändert auch die Walzlast P, die ausgangsseitige Blechdicke h, die eingangsseitige Geschwindigkeit V_e und die ausgangsseitige Geschwindigkeit V_o. Wie oben beschrieben wurde, ist ein Walzvorgang ein komplizierter Vorgang, in den die eingangsseitige Blechdicke H, die Walzengeschwindigkeit V_R und ein Walzenspalt S eingehen und aus dem die eingangsseitige Zugspannung T_b, die ausgangsseitige Zugspannung T_f und die ausgangsseitige Blechdicke h hervorgehen. Der Walzvorgang ist über die Zugspannung auch mit dem Walzvorgängen an den Walzgerüsten vor und nach dem bestimmten Walzgerüst verknüpft.
Wie in 1 veranschaulicht wird, umfassen die vier Walzgerüste Elektromotoren, die die Walzengeschwindigkeiten steuern, Elektromotorsteuerungsvorrichtungen 21 bis 24 und Walzenspaltsteuerungsvorrichtungen 31 bis 34, die die Walzenspalte steuern, bei denen es sich um die Zwischenräume zwischen den Arbeitswalzen handelt. Beim Walzen sind die Blechdicken der zu Produkten verarbeiteten Walzmaterialien im Hinblick auf die Qualität wichtig.
An den Ausgangsseiten der jeweiligen Walzgerüste sind Blechdickenmessgeräte 41 bis 44 installiert, die die Blechdicken der gewalzten Materialien messen. Die an die Walzmaterialien angelegte Zugspannung ist für die Stabilität eines Walzvorgangs von Bedeutung und beeinflusst die Genauigkeit der Blechdicke. Daher sind an den Ausgängen der jeweiligen Gerüste Zugspannungsmessgeräte 51 bis 54 angebracht. Am Ausgang des #4-Walzgerüsts 14 sind zur Steuerung der ausgangsseitigen Zugspannung des #4-Walzgerüsts 14 eine ausgangsseitige Spannwalze 15, ein Elektromotor und eine Geschwindigkeitssteuerungvorrichtung 25 angebracht.
Das #1-Walzgerüst 11 umfasst eine Blechdickensteuerungseinheit 61, die den Walzenspalt des #1-Walzgerüsts 11 steuert. Das #2-Walzgerüst 12 bis #4-Walzgerüst 14 weist jeweils eine der Blechdickensteuerungseinheiten 62 bis 64 auf, die die Geschwindigkeit am vorausgehenden Gerüst steuern. Beispielsweise erfolgt die Geschwindigkeitssteuerung des #1-Walzgerüsts 11 durch das #2-Walzgerüst 12.
Die Blechdickensteuerungseinheiten 62 bis 64, die am oder hinter dem #2-Walzgerüst 12 angeordnet sind, führen eine Vorsteuerung durch, bei der ein Messergebnis eines eingangsseitigen Blechdickenmessgeräts verwendet wird, sowie eine Rückkopplungssteuerung, bei der ein Messergebnis eines ausgangsseitigen Blechdickenmessgeräts verwendet wird. Beispielsweise führt die Blechdickensteuerungseinheit 62 bei dem #2-Gerüst die Vorsteuerung unter Verwendung des Messergebnisses des Blechdickenmessgeräts 41 an der Ausgangsseite des #1-Gerüsts und die Rückkopplungssteuerung unter Verwendung des Messergebnisses eines Blechdickenmessgeräts 42 an der Ausgangsseite des #2-Gerüsts durch.
In Bezug auf die Zugspannung steuern die Zugspannungssteuerungseinheiten 71 bis 73 die ausgangsseitigen Zugspannungen der jeweiligen Walzgerüste unter Verwendung der Walzenspalte der nachfolgenden Walzgerüste. So steuert beispielsweise die Zugspannungssteuerungseinheit 71 die ausgangsseitige Zugspannung bei dem #1-Walzgerüst 11 durch Steuern des Walzenspalts am #2-Walzgerüst 12 mit Hilfe einer Walzenspaltsteuerungsvorrichtung 32. Eine Zugspannungssteuerungseinheit 74 steuert die ausgangsseitige Zugspannung bei dem #4-Walzgerüst 14 durch Steuern der Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannwalze 15 mit Hilfe der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 25.
4 skizziert eine Blechdickensteuerungseinheit 64. Wie in 4 veranschaulicht ist, führt die Blechdickensteuerungseinheit 64 einen Transferprozess in einer Weise durch, dass eine mit Hilfe des Blechdickenmessgeräts 43 ausgangseitig des #3-Walzgerüsts 13 gemessene eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH so lange zurückgehalten wird, bis die Stelle des Walzmaterials, an der die Messung vorgenommen wurde, unmittelbar am #4-Walzgerüst 14 angekommen ist. Das Messergebnis dieser eingangsseitigen Blechdickenabweichung ΔH stellt eine Prästeuerungszustandsgröße dar, bei der es sich um eine Zustandsgröße vor dem Walzen handelt, wobei eine Phase vor dem Walzen als Prästeuerungsphase bezeichnet wird.
Die Blechdickensteuerungseinheit 64 gibt ein Steuerungsausgangssignal aus, das durch Addieren eines mit einer Steuerungsverstärkung G_FF multiplizierten Vorsteuerungsausgangssignals und eines Rückkopplungssteuerungsausgangssignals erhalten wird, wobei es sich bei dem Rückkopplungssteuerungsausgangssignal um ein mit dem Blechdickenmessgerät 44 ausgangsseitig des #4-Walzgerüsts 14 gemessene, mit einer Steuerungsverstärkung G_FB multiplizierte, ausgangsseitige Blechdickenabweichung Δh handelt, wobei der erhaltene Wert anschließend integriert wird. Das Messergebnis der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung Δh stellt eine Poststeuerungszustandsgröße dar, bei der es sich um eine Blechdicke nach dem Walzen handelt, wobei eine Phase nach dem Walzen als Poststeuerungsphase bezeichnet wird.
Die anderen Blechdickensteuerungseinheiten 61 bis 63 sind ähnlich konfiguriert. Die Blechdickensteuerungseinheiten 61 bis 63 führen bezogen auf das jeweilige Walzwerkgerüst die Vorsteuerung mit der eingangsseitigen Blechdickenabweichung und die Rückwärtssteuerung mit der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung aus. Die Schwankung der Blechdicke kann nicht unmittelbar am #4-Walzgerüst 14 gemessen werden, an dem die Blechdickenschwankung auftritt, sondern wird mit Hilfe des Blechdickenmessgeräts 44 gemessen, das in einem Abstand zum #4-Walzgerüst 14 angeordnet ist. Daher gibt es eine Zeitverzögerung vom Auftreten der Blechdickenschwankung bis zur Messung der Schwankung. Die Rückkopplungssteuerung ist daher als Integralsteuerung ausgebildet.
5 skizziert eine Zugspannungssteuerungseinheit 73. Bei dieser Konfiguration erfolgt eine Proportional-Integral-Steuerung unter Verwendung einer Abweichung ΔT₃₄ zwischen der Zugspannung T_34FB, die mit dem 3-4-Walzgerüst-Zugspannungsmessgerät 53 gemessen wird, das zwischen dem #3-Walzgerüst 13 und dem #4-Walzgerüst 14 angeordnet ist, und einer Zugspannungsanweisung T_34REF besteht. Bei der Integralsteuerung verschiebt sich die Phase des Steuerungsausgangssignals um 90 Grad relativ zur Steuerungszustandsgröße. Dadurch verschiebt sich die Phase der Blechdickenabweichung der an der Ausgangsseite des #4-Walzgerüsts 14 resultierenden Blechdicke relativ zu einer Stelle, an der die Ungleichmäßigkeit in der Härte ursprünglich vorlag.
6 bis 8 veranschaulichen Simulationsergebnisse eines Walzvorgangs an den in 1 dargestellten vier Walzgerüsten in Tandemanordnung.
6 veranschaulicht die Simulationsergebnisse, die zeigen, wie die eingangsseitige Blechdicke am #4-Gerüst, die ausgangsseitige Blechdicke am #4-Gerüst, die Zugspannung zwischen dem #3-Gerüst und dem #4-Gerüst und die ausgangsseitige Zugspannung am #4-Gerüst infolge der Schwankung des Deformationswiderstands, bei der es sich um den Härteverlauf handelt, zeitabhängig variieren, wenn weder die Blechdickensteuerung noch die Zugspannungssteuerung durchgeführt wird.
Bei der ”Schwankung der Blechdicke” in 6 bis 8 wird die Schwankung der eingangsseitigen Blechdicke durch eine durchgezogene Linie wiedergegeben, während die Schwankung der ausgangsseitigen Blechdicke durch eine gestrichelte Linie angezeigt wird. Bei ”Schwankung der Zugspannung” in 6 bis 8 wird die Schwankung der eingangsseitigen Zugspannung durch eine durchgezogene Linie wiedergegeben, wohingegen die Schwankung der ausgangsseitigen Zugspannung durch eine gestrichelte Linie dargestellt wird. Bei der ”Schwankung der Walzlast” in 6 bis 8 wird die Schwankung Walzlast durch eine durchgezogene Linie angezeigt, während die Schwankung des Deformationswiderstands durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben ist.
In diesem Fall tritt die Ungleichmäßigkeit der Härte unmittelbar als Schwankung der Blechdicke in Erscheinung. Entsprechend stimmen die Amplituden der Kurvenverläufe der Deformationswiderstandsschwankung, der Blechdickenabweichung am Eingang zum #4-Gerüst und der Blechdickenabweichung am Ausgang des #4-Gerüsts überein; daher besteht keine Diskrepanz bei einer Phasenbeziehung.
7 betrifft den Fall, bei dem die Zugspannungssteuerungseinheit 73 zwischen dem #3-Gerüst und dem #4-Gerüst, die auf der Eingangsseite des #4-Gerüsts angeordnet ist, und die Zugspannungssteuereinheit 74, die an der Ausgangsseite des #4-Gerüsts angeordnet ist, eine Proportional-Integral-Steuerung ausführen. Außerdem nimmt lediglich die Blechdickensteuerungseinheit 64 an der Ausgangsseite des #4-Gerüsts eine Rückkopplungssteuerung vor. In diesem Fall kommt es zu einer vorlaufenden Phase, wobei die Phase der Blechdickenabweichung an der Ausgangsseite des #4-Gerüsts der Blechdickenabweichung an der Eingangsseite des #4-Gerüsts vorauseilt.
Dies hat den folgenden Grund. Da die Blechdickensteuerungseinheit 64 an dem #4-Gerüst eine Integralsteuerung durchführt, läuft die Phase des Steuerungsausgangssignals um 90 Grad nach.
Aus den in den Gleichungen (1) bis (3) gezeigten Beziehungen und aus 19 folgt, dass Δ negativ ist; dadurch verlagert sich die Blechdickenabweichung δ, bei der es sich um das Steuerungsergebnis handelt, am Ausgang des #4-Gerüsts zur positiven Seite.
Wie oben beschrieben wurde, tritt, wenn die Steuerung auf Basis eines Variationsfaktors erfolgt, wie beispielsweise des ursprünglichen Härteverlaufs in dem gesteuerten Objekt, ein anderer Variationsfaktor mit davon abweichenden Phasen auf, was zu einer Variation der Phasenbeziehung zwischen den Zustandsgrößen des gesteuerten Gegenstands führt. Wenn die Blechdickensteuerungseinheit 63 am #3-Gerüst, bei dem es sich um das dem #4-Gerüst vorangehende Gerüst handelt, auch eine Rückkopplungssteuerung ausführt, führt die Blechdickenabweichung an der Eingangsseite des #4-Gerüsts wie in 8 dargestellt zu einer bezüglich des Deformationswiderstands voreilenden Phase.
Üblicherweise erfolgt bei Walzgerüsten in Tandemanordnung die Blechdickensteuerung der jeweiligen Walzgerüste beginnend am #1-Gerüst. Dadurch ergibt sich eine Verschiebung zwischen der Phase der Deformationswiderstandsvariation und der Phase der resultierenden Blechdickenschwankung. Daher kann die Steuerungswirkung aufgrund des Einflusses der Phasenverschiebung zwischen der Deformationswiderstandsvariation und der Schwankung der eingangsseitigen Blechdickenabweichung nicht erzielt werden, wenn die Vorsteuerung unter Verwendung der Blechdickenabweichung am Eingang zum Walzgerüst erfolgt.
Üblicherweise wird bei einem Verfahren zum Einstellen der Vorsteuerung unter Berücksichtigung einer Zeitverschiebung und einer Reaktion auf das Steuerungsausgangssignal bis zum Ende eines Steuerungsvorgangs ein Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung von 4 gesetzt und die Steuerungsverstärkung mit der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung, bei der es sich um das Steuerungsergebnis handelt, geändert. Dieses Verfahren führt jedoch zu einer Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung, bei der es sich um die Zustandsgröße des gesteuerten Objekts handelt, und der Deformationswiderstandsvariation, bei der es sich um die Härteverteilung handelt. Im Ergebnis wird die Steuerungswirkung nicht erreicht.
Wie aus den Gleichungen (1) bis (3) und 19 ersichtlich ist, ist die Vorsteuerung erforderlich, um die Steuerungsverstärkung G und den Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF in geeigneter Weise einzustellen. Diese Einstellung muss unter Berücksichtigung der Walzgeschwindigkeit und einer Ausführungssituation einer anderen Steuerung ermittelt werden, sodass die Einstellung komplex ist. Da sich im Fall der Walzgeschwindigkeit die Frequenz der Schwankung der Blechdickenabweichung ändert, ändert sich die Reaktion auf den Vorgang vom Steuerungssignalausgang bis zur Beendigung des Steuervorgangs. Bei den Walzgerüsten in Tandemanordnung ändert sich die Einstellung in Abhängigkeit davon, welches Walzgerüst betroffen ist und welche Art von Blechdickensteuerung und Zugspannungssteuerung eingesetzt wird.
Wichtig bei der Vorsteuerung ist, dass der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF und die Steuerungsverstärkung G passend eingestellt werden. Beide sind mit der in den Gleichungen (1) bis (3) dargestellten Beziehung verknüpft. Eine Änderung der Steuerungsverstärkung G führt beispielsweise auch zu einer Änderung des Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen. Umgekehrt führt eine Änderung des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF auch zu einer Änderung der Amplitude X der Steuerungszustandsgröße. Daher ist es schwierig, beide so einzustellen, dass sie passend eingestellt sind.
In Gleichung (3) ist der Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen eine Arcustangensfunktion; daher wird –90 Grad bis +90 Grad als Bereich in Bezug auf –∞ bis +∞ gesetzt. Wenn in der Gleichung (1) der Wert jedoch offensichtlich +Unendlich übersteigt und negativ wird, beträgt der Wert mehr als 90 Grad. Daher wird wie in 19 gezeigt zur Vereinfachung angenommen, dass der Wert 90 Grad übersteigt. Gemäß Gleichung (3) übersteigt der Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen 90 Grad nicht, wenn die Steuerungsverstärkung G nicht größer als 1 ist. Demgemäß kann vorhergesagt werden, dass die Steuerungsverstärkung G übermäßig groß ist, wenn der Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen 90 Grad übersteigt.
Da der Wert der Steuerungszeitverschiebung Δ und der Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen entgegengesetzt verlaufen, ist es möglich, vorherzusagen, wie sich der Wert der Steuerungszeitverschiebung Δ ändert, solange der Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen erhalten wird. Wenn der Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen in + Richtung verläuft, muss der Wert der Steuerungszeitverschiebung Δ lediglich in zunehmender Richtung geändert werden, d. h. von der negativen Seite zur positiven Seite. Eine Richtung, die von der positiven Seite zur negativen Seite weist, ist indes eine abnehmende Richtung.
Wenn die Blechdickensteuerung des Walzwerks mit einer Vorsteuerung vorgenommen wird, kann eine Phasenbeziehung zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung, die mit einem eingangsseitigen Blechdickenmessgerät erfasst wird, und der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung, die mit einem ausgangsseitigen Blechdickenmessgerät erfasst wird, als Wert der Phasendiskrepanz δ zwischen Zustandsgrößen angenommen werden, und der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung und dem Steuerungsausgangssignal kann als Wert für die Steuerungszeitverschiebung Δ angenommen werden. Daher müssen bei der Vorsteuerung, die diese drei Zustandsgrößen verwendet, lediglich der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF und die Steuerungsverstärkung G_FF eingestellt werden.
Wie in 9 dargestellt ist, führt eine Vorsteuerungseinstellungsvorrichtung 101 gemäß der Ausführungsform einen Blechtransferprozess für die eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH durch, die mit dem Blechdickenmessgerät 43 an der Eingangsseite des #4-Gerüsts erfasst wurde. Die Vorsteuerungseinstellungsvorrichtung 101 liest daher die eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH zum Zeitpunkt des Passierens am Schichtdickenmessgerät 44 an der Ausgangsseite des #4-Gerüsts aus und legt den Wert als eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH_TRK fest. Die Vorsteuerungseinstellungsvorrichtung 101 verwendet die ausgangsseitige Blechdickenabweichung Δh, die von dem Blechdickenmessgerät 44 an der Ausgangsseite des #4-Gerüsts gemessen wurde, als Eingabewert.
Für die Walzlast P, die mit einem Walzlastmessgerät 46 erhalten wird, das eine Walzlast am #4-Walzgerüst 14 misst, erfolgt ein Transferprozess vom #4-Walzgerüst 14 zum Blechdickenmessgerät 44 an der Ausgangsseite des #4-Gerüsts und diese wird als Walzlast P_TRK definiert.
Die ausgangsseitige Blechdickenabweichung Δh, die eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH_TRK und die Walzlast P_TRK am dem #4-Gerüst werden in eine Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102 des #4-Gerüsts eingegeben. Bei der Variation der Walzlast P handelt es sich um eine Variation einer gesteuerten Variablen, die aufgrund der Härteverteilung in dem Walzmaterial auftritt, und die Phase ist eine gesteuerte variable Phase.
Die Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102 passt die Vorsteuerungsverstärkung G_FF und den Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF entsprechend einer Phasenbeziehung von ΔH_TRK, Δh und P und dem Wert von Δh an. Anders ausgedrückt fungiert die Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102 als Vorsteuerungseinstellungseinheit.
10 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Funktionsstruktur der Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102. Als Zustandsgröße des gesteuerten Objekts werden beim objektgesteuerten Walzwerks die oben beschriebene eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH_TRK des Walzmaterials, die mit dem ausgangsseitigen Blechdickenmessgerät gemessene ausgangsseitige Blechdickenabweichung Δh und die Walzlast P_TRK eingegeben. Eine Anpassung des Phasenverschiebungswertes des Steuerungsausgangssignals auf Basis der Phasenbeziehung zwischen ΔH_TRK and Δh stellt ein Merkmal dieser Ausführungsform dar.
Ein Zweck der Vorsteuerung besteht darin, zu verhindern, dass die eingangsseitige Blechdickenabweichung zur ausgangsseitigen Blechdickenabweichung wird. Wenn die Vorsteuerung daher vorteilhaft funktioniert und die ausgangsseitige Blechdickenabweichung abnimmt, ist die oben beschriebene Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung und der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung schwierig. Daher besteht ein Merkmal dieser Ausführungsform, bei der die Phasen angepasst werden, ferner in der Verwendung des Steuerungsausgangssignals und der Phasenbeziehung zwischen der Walzlast, die durch die Ungleichmäßigkeit der Härte, die zu einer Blechdickenschwankung führt, beeinflusst wird, und der eingangsseitigen Blechdickenabweichung.
Eine PP-Werthandhabungseinrichtung 103 bezieht einen Maximalwert und einen Minimalwert der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung Δh und der eingangsseitigen Blechdickenabweichung ΔH_TRK innerhalb eines Periodenbereichs der eingangsseitigen Blechdickenabweichung ΔH_TRK und subtrahiert den Minimalwert von dem Maximalwert, um einen PP-Wert Δh_PP der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung zu erhalten. Der Periodenbereich wird hierbei ähnlich wie bei einer Bestimmung durch die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104b bestimmt. Der Wert Δh gibt das Ausmaß der Schwankung der ausgangsseitigen Blechdicke an, d. h. eine Variationsbreite der Blechdicke am Ausgang.
Die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104b erhalten die Phasendiskrepanz zwischen dem Vergleichssignal und einem Referenzsignal gemäß dem in 11 veranschaulichten Verfahren. Zunächst wird ein Variationssignal des Referenzsignals bei einer Periode ausgelesen (S1101).
Das bedeutet, dass bei S1101 die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104B als Prästeuerungsphasenerfassungseinrichtung fungieren. Um einen Zeitraum für eine Periode zu erhalten, kann die Oszillationsfrequenz einer Periode unter Verwendung einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) des Referenzsignals erhalten werden, beispielsweise kann die einzelne Periode aus den Zeitabständen der Maximalwerte des Referenzsignals erhalten werden. Der Zeitraum muss sich nicht notwendigerweise über ein Periode erstrecken und kann gleich einer Periode oder länger als eine Periode sein.
In ähnlicher Weise lesen die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104b Signale der Vergleichssignale von einem Punkt, an dem die Extraktion der Referenzsignals begonnen wurde, bis zu einem Punkt aus, bei dem die Extraktion beendet wurde (S1101). Das bedeutet, dass bei S1101 die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104b auch als Poststeuerungsphasenermittlungseinrichtung und als Einrichtung zur Erfassung der Phase der gesteuerten Variablen fungieren. Genauer gesagt werden wie in 12A dargestellt ist, für das Referenzsignal und das Vergleichssignal Tabellen, die Daten speichern, bei jedem Aufnahmezyklus (einem fester Zyklus) einer Berechnungseinheit so erstellt, dass währende der aktuellen Messung erstellte Daten als letzte aufgezeichnet werden. Wenn der Zeitraum für eine Periode ermittelt wurde, werden wie in 12B dargestellt die Tabellen anhand der Nummern ausgelesen, die ausgehend vom aktuellen Messpunkt in dem Zeitraum zurückverfolgt wurden und für eine Periode in die Tabelle kopiert.
Anschließend werden der Maximalwert und der Minimalwert einer Periode aus der Tabelle abgerufen und als oberer Grenzwert bzw. unterer Grenzwert festgelegt. Die Daten der Tabelle für eine Periode werden so normiert, dass der obere Grenzwert bzw. der untere Grenzwert +1 bzw. –1 beträgt (S1102). Unter Verwendung des Referenzsignals als Referenz wird dann die Phase des Vergleichssignals verschoben (S1103). Der Vorgang zum Verschieben der Phase des Vergleichssignals erfolgt wie in 12C gezeigt durch Anlegen einer Vergleichssignaländerungstabelle, Verschieben einer Tabellenposition aus einer Ein-Perioden-Vergleichssignaltabelle und Kopieren der Tabelle. 12C zeigt einen Fall, bei dem die Tabellenposition um zwei Messpunkte verschoben wird.
Die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104b berechnen die Summe der Quadrate der Differenzen zwischen den jeweiligen Tabellendaten der Vergleichssignaländerungstabelle und der Ein-Perioden-Referenzsignaltabelle bei allen Ein-Perioden-Tabellen (S1104). Dieser Wert (im Folgenden als ”quadratischer Ein-Perioden-Fehler” bezeichnet) stellt einen Indexwert für die Bestimmung dar, in welchem Umfang das Referenzsignal dem phasenverschobenen Vergleichssignal ähnelt.
Die Phasendifferenzberechnungseinrichtungen 104a und 104b wiederholen die Vorgänge ab S1103, wobei der Wert der Phasenverschiebung (im Folgenden als ”Phasenverschiebungswert” bezeichnet) verändert wird (S1105/NEIN). Sobald der Vorgang nach einer vorgegebenen Anzahl von Phasenverschiebungen abgeschlossen ist (S1105/JA), wird der Verschiebungswert gewählt, bei dem der quadratische Ein-Perioden-Fehler minimal ist (S1106), und der Vorgang wird abgeschlossen. Das Selektionsergebnis bei S1106 stellt ein Berechnungsergebnis für die Phasendiskrepanz dar.
Bei dem Phasenverschiebungswert wird die Richtung, in der die Phase des Vergleichssignals in Bezug auf das Referenzsignal voreilt, als positive Seite (+) und die Nacheilungsrichtung als negative Seite (–) bezeichnet. Wenn die Phase wie in 12C gezeigt verschoben wird, liegt der Tabellenverschiebungswert auf der (–)-Seite. Zur Berechnung der Phasendifferenz ΔT_ED zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke verwendet die Phasendifferenzberechnungseinrichtung 104a die eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH_TRK als Referenzsignal und die ausgangsseitige Blechdickenabweichung Δh als Vergleichssignal. Zur Berechnung der Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast verwendet die Phasendifferenzberechnungseinrichtung 104b die eingangsseitige Blechdickenabweichung ΔH_TRK als Referenzsignal und die Walzlast P_TRK als Vergleichssignal.
Ein Zweck der Vorsteuerung ist die Reduzierung der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung unter Verwendung der eingangsseitigen Blechdickenabweichung. Das bedeutet, dass die ausgangsseitige Blechdickenabweichung die Zustandsgröße des gesteuerten Objekts darstellt. Da sich die Deformationswiderstandsvariation, bei der es sich um eine ungleichmäßige Härteverteilung handelt, bereits an der Eingangsseite des #4-Gerüsts als eingangsseitige Blechdickenabweichung ausgewirkt hat, führt die Blechdickensteuerungseinheit 64 am #4-Gerüst die Vorsteuerung unter Verwendung der eingangsseitigen Blechdickenabweichung durch. Die Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 stellt die Vorsteuerung basierend auf der Phasenbeziehung zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung und der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung ein.
Wenn in einem bevorzugten Fall dagegen die Vorwärtssteuerung wirksam ist, nimmt die ausgangsseitige Blechdickenabweichung Δh ab und wird im Idealfall gleich Null. In diesem Fall ist es schwierig, die Phasenbeziehung zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung und der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung zu erhalten. Stattdessen kann die Walzlast als Ersatz für die ausgangsseitige Blechdickenabweichung verwendet werden, da die zum Beseitigen der auf die ungleichmäßige Härteverteilung zurückzuführenden, ausgangsseitigen Blechdickenabweichung erforderliche Änderung der Walzlast groß ist. Die Funktion der Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 besteht demnach darin, den Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung basierend auf der Phasenbeziehung zwischen der eingangsseitigen Blechdickenabweichung und der Walzlast einzustellen.
Die Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102 muss die oben beschriebene Bestimmung ausführen, wobei eine Fuzzy-Logik verwendet wird. Eine Zugehörigkeitsfunktion 105 verwendet den ausgangsseitigen Blechdickenabweichungs-PP-Wert Δh_PP als Eingabe sowie die in 10 gezeigte Zugehörigkeitsfunktion 105, um SHS und SHB zu erhalten. SHS stellt einen Wert dar, der sich auf den Fall bezieht, bei dem die ausgangsseitige Blechdickenabweichung klein ist. Dagegen ist SHB ein Wert, der sich auf den Fall bezieht, bei dem die ausgangsseitige Blechdickenabweichung groß ist.
Eine Zugehörigkeitsfunktion 106 verwendet die Phasendifferenz ΔT_ED zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke als Eingabe sowie die in 10 gezeigte Zugehörigkeitsfunktion, um TEDB, TEDM, TEDZ, TEDP und TEDT zu erhalten. Der Wert TEDB gibt an, wie groß die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke auf der (–)-Seite ist. Der Wert TEDM gibt den Grad der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke auf der (–)-Seite an. Der Wert TEDZ gibt an, dass der Grad der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke nicht vorhanden ist. Der Wert TEDP gibt den Grad der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke auf der (+)-Seite an. Der Wert TEDT gibt an, wie groß die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke auf der (+)-Seite ist.
Eine Zugehörigkeitsfunktion 107 verwendet die Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast als Eingabe sowie die in 10 gezeigte Zugehörigkeitsfunktion, um TEPM, TEPZ und TEPP zu erhalten. Der Wert TEPM gibt den Grad der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast auf der (–)-Seite an. Der Wert TEPZ gibt an, dass der Grad der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast nicht vorhanden ist. Der Wert TEPP gibt den Grad der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast auf der (+)-Seite an.
Als Werte für die horizontale Achse für jede Zugehörigkeitsfunktion werden vorgegebene Werte verwendet. Bei der Zugehörigkeitsfunktion 105 handelt es sich bei SB um einen Schwellwert, der zur Beurteilung der Verfügbarkeit einer Vorsteuerungseinstellung unter Verwendung der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung verwendet wird. SB = 1 μm, wenn keine ausgangsseitige Blechdickenabweichung zur Vorsteuerungseinstellung verwendet wird, beispielsweise wenn die Blechdickenschwankung an der Ausgangsseite 1 μm oder weniger beträgt. Wenn die Variationsbreite der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, bezieht sich die Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102 gemäß der Ausführungsform auf eine Phase der Variation der Walzlast und nicht auf die ausgangsseitige Blechdickenabweichung.
Bei der Zugehörigkeitsfunktion 106 stellen DB und DT Schwellwerte für eine Beurteilung dar, ob die Steuerungsverstärkung übermäßig hoch ist oder nicht. Wenn beispielsweise die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke 90 Grad übersteigt, wird die Steuerungsverstärkung als hoch eingestuft. In diesem Fall muss die Steuerungsverstärkung herabgesetzt werden. Daher betragen DB = –90 Grad und DT = 90 Grad.
Bei der Zugehörigkeitsfunktion 106 stellen DM und DP und bei der Zugehörigkeitsfunktion 107 stellen PM und PP Schwellwerte dar, die zur Beurteilung verwendet werden, ob eine Einstellung eines Ausgangssignalzeitverschiebungswertes unnötig ist oder nicht. Die Einstellung des Ausgangssignalzeitverschiebungswertes erübrigt sich beispielsweise, wenn die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke innerhalb von ±20 Grad liegt. Daher sind DM = –20 Grad und DP = 20 Grad. In gleicher Weise sind PM = –20 Grad und PP = 20 Grad. Diese Werte stellen nur ein Beispiel dar und werden in Abhängigkeit von einer Walzbedingung und einer Eigenschaft der Anlage geeignet abgeändert.
DP und PZ legen die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke bzw. die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast fest, bei der die ausgangsseitige Blechdickenabweichung minimal und die Wirkung der Vorsteuerung maximal wird. Die Einstellungen dieser Phasendifferenzen können auf Basis von Funktionsdaten oder ähnlichen Daten einer Walzsimulation und einer manuellen Anpassung beim tatsächlichen Walzen festgelegt und ausgeführt werden. Die Steuerungsverstärkung/Zeitverschiebungswerteinstellvorrichtung 102 legt daher einen Zeitverschiebungswert auf Basis einer Beziehung zwischen dem in Bezug auf die Phasendifferenz vorgegebenen Wert und der Phasendifferenz fest.
Eine Fuzzy-Logikvorrichtung 108 berechnet den Änderungsgrad TFFP des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswerts ΔT_FF der Vorsteuerung an der Anstiegsseite, den Änderungsgrad TFFM an der abfallenden Seite, den Änderungsgrad GFFP der Vorsteuerungsverstärkung G_FF an der Anstiegsseite und den Änderungsgrad GFFM an der abfallenden Seite aus den jeweils oben beschriebenen Graden, die mit Hilfe der Zugehörigkeitsfunktionen, der Fuzzy-Logik und der nachfolgenden Logikregeln erhalten werden.
Auch wenn verschiedene Verfahren zur Verarbeitung einer Logikregel verfügbar sind, führt die Fuzzy-Logikvorrichtung 108 gemäß der Ausführungsform eine Verarbeitung durch, die den folgenden Ausdrücken (4) und (5) genügt. Wenn ”IF (A and B) then C” erfüllt ist, dann gilt C = min (A, B) (4) Wenn ”IF (A or B) then C” erfüllt ist, dann gilt C = max (A, B) (5)
Bei der verwendeten Logikregel wird angenommen, dass die Vorsteuerungsverstärkung klein ist, wenn die ausgangsseitige Blechdickenabweichung groß und die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke Null ist. Daher erfolgt eine Verarbeitung, die dem folgenden Ausdruck (6) genügt. IF (SHB and TEDZ) then GFFP (6)
Wenn die ausgangsseitige Blechdickenabweichung groß und die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke vorhanden ist, liegt eine Verschiebung des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes ΔT_FF vor. Erwartungsgemäß führt eine Eliminierung der Verschiebung zu einer Abnahme der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung. Daher werden Verarbeitungen, die den folgenden Ausdrücken (7) und (8) genügen, durchgeführt. IF (SHB and TEDP) then TFFP (7) IF (SHB and TEDM) then TFFM (8)
Wenn die ausgangsseitige Blechdickenabweichung groß und die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke 90 Grad weit übersteigt, liegt eine übermäßig große Vorsteuerungsverstärkung vor. In diesem Fall wird daher vorzugsweise zunächst die Verstärkung herabgesetzt und, nachdem eine geeignete Steuerungsverstärkung eingestellt wurde, der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF eingestellt. Daher werden Verarbeitungen, die den folgenden Ausdrücken (9) und (10) genügen, durchgeführt. IF (SHB and TEDT) then GFFM (9) IF (SHB and TEDB) then GFFM (10)
Wenn die ausgangsseitige Blechdickenabweichung klein und die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast groß ist, werden Verarbeitungen, die den folgenden Ausdrücken (9) und (10) genügen, durchgeführt, da anzunehmen ist, dass ein Einstellen des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes ΔT_FF zu einer weiteren Verringerung der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung führt. IF (SHS and TEPP) then TFFM (11) IF (SHS and TEPM) then TFFP (12)
Bei der Simulation eines Walzvorgangs führt eine Änderung des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes ΔT_FF zur ansteigenden Seite, wenn sich die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast auf der (–)-Seite befindet, und eine Änderung des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes ΔT_FF zur abfallenden Seite, wenn sich die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast auf der (+)-Seite befindet, zu einer Verringerung der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast. Daher werden die oben beschriebenen Steuerungsregeln eingesetzt. Die Beziehung von 19 zeigt, wie sich die Zustandsgröße des gesteuerten Objekts vor und nach der Steuerung ändert, beispielsweise die eingangsseitige Blechdickenabweichung und die ausgangsseitige Blechdickenabweichung. Die beim Walzvorgang erzeugte Walzlast ist durch die Blechdickenschwankung an der Eingangsseite, die Blechdickenschwankung an der Ausgangsseite und die Zugspannungen an der Eingangsseite und der Ausgangsseite bedingt. Daher weicht die Beziehung zwischen der Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast und dem Steuerungszeitverschiebungswert von der Beziehung von 19 ab. Solange jedoch ein Trend der Phasendifferenzänderung bei einer Änderung des Steuerungszeitverschiebungswertes auftritt, wie beispielsweise bei dieser Ausführungsform, kann der Trend zur Einstellung der Zeitsteuerung verwendet werden.
Durch Verwendung der oben beschriebenen Logikregeln erhält man TFFP, das den Änderungsgrad des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswerts ΔT_FF für die Vorsteuerung zur ansteigenden Seite angibt, TFFM, das den Änderungsgrad zur abfallenden Seite angibt, GFFP, das den Änderungsgrad der Vorsteuerungsverstärkung G_FF zur ansteigenden Seite angibt, und GFFM, das den Änderungsgrad zur abfallenden Seite angibt.
Die oben beschriebenen Logikregeln stellen ein Beispiel dar. Solange die Möglichkeit besteht, die Abnahme der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung durch Ändern der Zustandsgröße der Vorsteuerung, der Vorsteuerungsverstärkung G_FF und des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswerts ΔT_FF für die Vorsteuerung sicherzustellen, kann die Regel als Steuerungsregel festgelegt und verwendet werden. Durch Festlegen der Steuerungsregel mit Hilfe des Ergebnisses einer manuellen Einstellung beim tatsächlichen Walzen und nicht nur durch Simulationen des Walzvorgangs kann ein Einstellungsverfahren verwendet werden, das dem tatsächlichen Walzvorgang noch weiter entspricht.
Eine Parameteränderungsvorrichtung 109 verändert die Vorsteuerungsverstärkung G_FF und den Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung anhand der folgenden Ausdrücke (13) und (14) mit den oben erhaltenen Änderungsgraden TFFP, TFFM, GFFP und GFFM. ΔT_FF = ΔT_FF + TFFP·C_TFFP + TFFM·C_TFFM (13) G_FF = G_FF + GFFP·C_GFFP + GFFM·C_GFFM (14) Hierbei stellen C_TFFP, C_TFFM, C_GFFP und C_GFFM Einstellparameter dar. Der Wert C_TFFP gibt einen Änderungswert des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes an der zunehmenden Seite zu einer Zeit an. Der Wert C_TFFM gibt einen Änderungswert des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes auf der abfallenden Seite zu einer Zeit an. Der Wert C_GFFP gibt einen Änderungswert der Steuerungsverstärkung an der zunehmenden Seite zu einer Zeit an. Der Wert C_GFFM gibt einen Änderungswert der Steuerungsverstärkung auf der abfallenden Seite an.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann die Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 bei der Vorsteuerung die Vorsteuerungsverstärkung G_FF und den Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung durch die Blechdickensteuerungseinheit 64 am #4-Gerüst optimiert einstellen, wodurch die von der Vorsteuerung erzielte Steuerwirkung wesentlich verbessert wird.
Die 13 bis 17 zeigen Ergebnisse der Verifizierung der Wirkungen der Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 mit Hilfe eines Walzsimulators. Bei dem in 13 dargestellten Fall kommt zu der Blechdickensteuerungseinheit 64 am #4-Gerüst bei dem in 8 gezeigten Zustand noch eine Vorsteuerung hinzu. In 13 ist eine Phase der eingangsseitigen Blechstärke durch eine vertikale durchgezogene Linie, eine Phase der ausgangsseitigen Blechstärke durch eine vertikale gestrichelte Linie und eine Phase der Walzlast durch eine vertikale strichpunktierte Linie dargestellt.
Das bedeutet, dass es sich, wenn festgestellt wird, dass die Phasendifferenz ΔT_ED zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke durch Intervalle zwischen der vertikalen durchgezogenen Linie und der vertikalen gestrichelten Linie angegeben wird, um eine voreilende Phase handelt. Bei einer Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast, die durch Intervalle zwischen der vertikalen durchgezogenen Linie und der vertikalen strichpunktierten Linie angegeben wird, handelt es sich um eine nacheilende Phase. Wie in 13 veranschaulicht ist, ist die ausgangsseitige Blechdickenabweichung groß. Daher wird zunächst der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung in Richtung der voreilenden Phase verändert, d. h. in zunehmender Richtung. Die Ergebnisse sind in 14 dargestellt.
Wie aus 14 ersichtlich nehmen sowohl die Phasendifferenz ΔT_ED zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke, die zwischen der durchgezogenen und der gestrichelten Linie liegt, als auch die Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast, die zwischen der durchgezogenen und der strichpunktierten Linie liegt, ab und es kommt zu einer leichten Reduzierung der Amplitude der ausgangsseitigen Blechdicke. In diesem Zustand wird festgestellt, dass, obwohl der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung passend ist, die Vorsteuerungsverstärkung G_FF unzureichend ist, woraufhin die Vorsteuerungsverstärkung G_FF erhöht wird. Die Ergebnisse sind in 15 gezeigt.
Wie aus 15 ersichtlich wird die ausgangsseitige Blechdickenabweichung deutlich kleiner. Auch bei diesem Zustand wird, wenn festgestellt wird, dass die Phasendifferenz ΔT_ED zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der ausgangsseitigen Blechdicke einer nacheilenden Phase entspricht, der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung in Richtung einer nacheilenden Phase geändert. Folglich kann die ausgangsseitige Blechdickenabweichung weitgehend beseitigt werden, wie aus den in 16 dargestellten Ergebnissen hervorgeht.
Wie aus 16 ersichtlich wird zu diesem Zeitpunkt die Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast zu einer nacheilenden Phase. Wird dieser Wert als PZ in die Zugehörigkeitsfunktion 107 eingesetzt, dann wird sichergestellt, dass der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung ähnlich zur Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast eingestellt wird.
Die graphische Darstellung von 17 veranschaulicht den Fall, bei dem der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung entgegensetzt zu der Seite von 13 verschoben wird. Die Phasendifferenz ΔT_EP zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast tritt als voreilende Phase in Erscheinung. Aus der Simulation geht hervor, dass durch Einstellen des Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswertes ΔT_FF in Richtung der abfallenden Seite eine weitere Abnahme der ausgangsseitigen Blechdickenabweichung erwartet werden kann, wenn sich die Phasendifferenz zwischen der eingangsseitigen Blechdicke und der Walzlast auf der (+)-Seite befindet.
Eine Korrektur des Zeitverschiebungswertes ΔT_FF und der Steuerungsverstärkung G_FF bei der Vorsteuerung bei gleichzeitigem Erfassen der Walzvorgangsdaten beim Walzen gewährleistet die Verbesserung der durch die Vorsteuerung erzielten Wirkungen. Außerdem werden in Abhängigkeit vom Walzzustand wie der Walzgeschwindigkeit, der Stahlsorte und der Blechdicke der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Vorsteuerung und die Vorsteuerungsverstärkung G_FF miteinander verknüpft und gespeichert und damit eine Datenbank geschaffen. Wenn ähnliche Walzbedingungen vorliegen, werden der Steuerungsausgangssignalzeitverschiebungswert ΔT_FF für die Versteuerung und die Vorsteuerungsverstärkung G_FF, die in der Datenbank gespeichert sind, zur Verwendung ausgelesen und für den Walzvorgang korrigiert. Dadurch können die von der Vorsteuerung erzielten Wirkungen der Steuerung maximiert werden. Die Datenbank fungiert als Zustandsinformationsspeichereinheit.
Diese Ausführungsform beschreibt einen Fall, bei dem die Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 bei der Blechdickensteuerungseinheit 64 am #4-Gerüst des Walzwerks mit vier Gerüsten eingesetzt wird. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. In gleicher Weise kann die Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 auch bei einer Blechdickensteuerung bei einem beliebigen der Gerüste, an denen eine Vorsteuerung erfolgt, eingesetzt werden, wie beispielsweise bei der Blechdickensteuerungseinheit 62 am #2-Gerüst und der Blechdickensteuerungseinheit 63 am #3-Gerüst.
Das Verfahren lässt sich auch auf Walzwerke mit einer beliebigen Anzahl von Gerüsten in Tandemanordnung einsetzten, die von Walzwerken mit vier Gerüsten in Tandemanordnung verschieden sind. Das System kann auch bei einer Vorsteuerung eines Walzwerks mit nur einem Gerüst verwendet werden, wobei die eingangsseitige Blechdickenabweichung mit Hilfe eines eingangsseitigen Blechdickenmessgeräts erfasst wird.
Diese Beschreibung behandelt ein Einstellungsverfahren für eine Vorsteuerung, bei der eine eingangsseitige Blechdickenabweichung verwendet wird, die mit einem eingangsseitigen Blechdickenmessgerät erfasst wird. Das Einstellungsverfahren ist jedoch in gleicher Weise auch auf eine Proportionalsteuerung bei einer Massenstromblechdickensteuerung einsetzbar, die eine eingangsseitige Blechdickenabweichung und die Blechgeschwindigkeiten an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite verwendet.
In dieser Ausführungsform wird das Walzwerk mit vier Gerüsten in Tandemanordnung als gesteuertes Objekt beschrieben. Die Ausführungsform ist jedoch außer bei Walzwerken auch bei beliebigen Anlagen anwendbar, bei denen am gesteuerten Objekt eine Proportionalsteuerung oder Vorsteuerung vorgenommen wird.
Die Walzsteuerungsvorrichtung, die im Wesentlichen die oben beschriebene Blechdickensteuerungseinheit 64 am #4-Gerüst und die Vorsteuerungseinstellungseinheit 101 einsetzt, kann mit Hilfe einer Kombination aus Software und Hardware realisiert werden. Nachfolgend wird eine Hardware zum Implementieren der jeweiligen Funktion der Walzsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. Das Blockschaltbild der 18 veranschaulicht eine Hardwarekonfiguration einer Informationsverarbeitungseinrichtung, die die Walzsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform bildet. Wie aus 18 ersichtlich weist die Walzsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform eine Konfiguration ähnlich einer Informationsverarbeitungsstation auf, beispielsweise eines gewöhnlichen Servers und eines Personal-Computers (PC).
Die Walzsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform weist daher eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 201, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 202, einen Festwertspeicher (ROM) 203, eine Festplatte (HDD) 204 und eine Schnittstelle (I/F) 205 auf, die über einen Bus 208 miteinander verbunden sind. Mit der Schnittstelle 205 sind eine Flüssigkristallanzeige (LCD) 206 und eine Betriebseinheit 207 verbunden.
Die CPU 201 ist eine arithmetische Einrichtung zur Steuerung der gesamten Vorgänge der Walzsteuerungsvorrichtung. Der RAM 202 wird von einem flüchtigen Speichermedium gebildet, das das Lesen und Schreiben von Informationen mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht. Die CPU 201 verwendet den RAM 202 als Arbeitsbereich, wenn die CPU 201 Informationen verarbeitet. Der ROM 203 ist ein nicht beschreibbares, nichtflüchtiges Speichermedium und speichert Programme wie beispielsweise Firmware.
Die HDD 204 ist ein nichtflüchtiges Speichermedium, das ein Lesen und Schreiben von Informationen mit hoher Geschwindigkeit zulässt. Auf der HDD 204 sind ein Betriebssystem (OS), diverse Steuerprogramme, Anwendungsprogramme und ähnliche Programme gespeichert. Die I/F 205 verbindet zur Steuerung den Bus 208, diverse Hardwarekomponenten, ein Netzwerk und ähnliche Komponenten miteinander. Die I/F 205 wird auch als Schnittstelle für einen Informationsaustausch zwischen den jeweiligen Geräten oder zur Eingabe von Information in das Walzwerk verwendet.
Die LCD 206 ist eine optische Benutzerschnittstelle zur Anzeige diverser Informationen, damit eine Bedienperson den Zustand der Walzsteuerungsvorrichtung überprüfen kann. Die Bearbeitungseinheit 207 ist eine Benutzerschnittstelle, wie beispielsweise eine Tastatur und eine Computermaus, damit eine Bedienperson Informationen in die Walzsteuerungsvorrichtung eingeben kann. Bei einer solchen Hardwarekonfiguration wird das Programm, das auf einem Aufzeichnungsmedium, wie dem ROM 203, der HDD 204 oder einer (nicht dargestellten) optischen Disk gespeichert ist, in den RAM 202 eingelesen, woraufhin die CPU 201 einen dem Programm entsprechenden Vorgang ausführt. Hierüber wird eine Softwaresteuereinheit ausgebildet. Die Funktionen der Walzsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform werden durch die Kombination der so ausgebildeten Softwaresteuereinheit mit der Hardware realisiert.
Die Ausführungsform beschreibt ein Beispiel bei dem die Walzsteuerungsvorrichtung alle entsprechenden Funktionen aufweist. Daher können alle Funktionen von einer einzelnen Informationsverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden. Die jeweiligen Funktionen können aber auch dezentral von mehreren Informationsverarbeitungsvorrichtungen bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst diverse Abwandlungen. Beispielsweise wurden die oben beschriebenen Ausführungsformen zur einfachen Beschreibung der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf einen Gegenstand beschränkt ist, der alle beschriebenen Konfigurationen aufweist. Ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden. Ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform kann unter Hinzufügung der Konfiguration einer anderen Ausführungsform verwendet werden. Soweit es einen Teil der Konfigurationen der jeweiligen Ausführungsformen betrifft, kann eine andere Konfiguration hinzugefügt, entfernt oder ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-33409 A [0004, 0005]

Claims

Anlagensteuerungsvorrichtung für die Durchführung einer Vorsteuerung bei einem Bearbeitungsverfahren eines gesteuerten Objekts, wobei die Vorsteuerung auf Basis einer in dem zu steuernden Objekt aufgetretenen Variation einer Prästeuerungszustandsgröße durchgeführt wird, die durch einen dem gesteuerten Objekt zuzurechnenden Variationsfaktor verursacht wird, wobei die Anlagensteuerungsvorrichtung umfasst: eine Phasendifferenzerfassungseinrichtung, die zum Erfassen einer Phasendifferenz zwischen einer Variation einer Prästeuerungszustandsgröße und einer Variation einer Poststeuerungszustandsgröße ausgebildet ist, wobei es sich bei der Poststeuerungszustandsgröße um eine Zustandsgröße des gesteuerten Objekts nach Ausführung des Bearbeitungsverfahrens handelt; und eine Vorsteuerungseinstellungseinheit, die ausgebildet ist, einen Wert einer Phasenverschiebung so lange festzulegen, bis ein Ergebnis einer Messung der Prästeuerungszustandsgröße von der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz berücksichtigt wurde.
Anlagensteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorsteuerungsanpassungseinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Beziehung zwischen einem in Bezug auf die Phasendifferenz vorgegebenen Wert und der Phasendifferenz den Wert der Phasenverschiebung festzulegen.
Anlagensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorsteuerungseinstellungseinheit dazu ausgebildet ist, eine Steuerungsverstärkung in der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz festzulegen.
Anlagensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorsteuerungseinstellungseinheit dazu ausgebildet ist, den Wert der Phasenverschiebung auf Basis einer Variationsbreite der Poststeuerungszustandsgröße und der Phasendifferenz festzulegen.
Anlagensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, die ferner umfasst: eine Einrichtung zum Erfassen der Phase einer gesteuerten Variablen, die zum Erfassen der Phase einer gesteuerten Variablen ausgebildet ist, wobei die Phase der gesteuerten Variablen eine Phase einer bei dem Bearbeitungsverfahren entsprechend dem Variationsfaktor auftretenden Variation einer gesteuerten Variablen ist, wobei die Vorsteuerungseinstellungseinheit, wenn die Variationsbreite der Poststeuerungszustandsgröße in einem vorgegebenen Bereich liegt, dazu ausgebildet ist, den Wert der Phasenverschiebung auf Basis einer Phasendifferenz zwischen einer Phase der Variation der Prästeuerungszustandsgröße und der Phase der gesteuerten Variablen festzulegen.
Anlagensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, die ferner umfasst: eine Zustandsinformationsspeichereinheit, die dazu ausgebildet ist, den Wert der Phasenverschiebung bei einem Zustand, bei dem die Variationsbreite der Poststeuerungszustandsgröße innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, mit einem Zustand zu verknüpfen, der die Steuerung des Bearbeitungsverfahren beeinflusst, und den Wert der Phasenverschiebung in einem Speichermedium zu speichern, wobei die Vorsteuerungseinstellungseinheit dazu ausgebildet ist, den Wert der Phasenverschiebung so lange festzulegen, bis ein Ergebnis einer Messung der Prästeuerungszustandsgröße von der Vorsteuerung auf Basis des Werts der Phasenverschiebung berücksichtigt wurde, wobei der in dem Speichermedium gespeicherte Wert der Phasenverschiebung dem Zustand entspricht, der die Steuerung des Bearbeitungsverfahrens beeinflusst.
Walzsteuerungsvorrichtung zur Durchführung einer Vorsteuerung bei einem Verfahren zum Walzen eines Walzmaterials basierend auf einer Variation einer Blechdicke vor dem Walzen, wobei die Variation der Blechdicke in dem gewalzten Material basierend auf einer dem gewalzten Material zuzurechnenden starken Variation in Abhängigkeit von der Position auftritt, wobei die Walzsteuerungsvorrichtung aufweist: eine Phasendifferenzerfassungseinrichtung, die zum Erfassen einer Phasendifferenz zwischen der Variation der Blechdicke vor dem Walzen und einer Variation der Blechdicke nach dem Walzen ausgebildet ist, wobei es sich bei der Blechdicke nach dem Walzen um eine Blechdicke des gewalzten Materials nach Ausführung des Walzverfahrens handelt; und eine Vorsteuerungseinstellungseinheit, die ausgebildet ist, einen Wert einer Phasenverschiebung so lange festzulegen, bis ein Ergebnis einer Messung der Variation der Blechdicke vor dem Walzen von der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz berücksichtigt wurde.
Anlagensteuerungsverfahren zur Durchführung einer Vorsteuerung bei einem Bearbeitungsverfahren eines gesteuerten Objekts, wobei die Vorsteuerung auf Basis einer in dem zu steuernden Objekt aufgetretenen Variation einer Prästeuerungszustandsgröße durchgeführt wird, die durch einen dem gesteuerten Objekt zuzurechnenden Variationsfaktor verursacht wird, wobei das Anlagensteuerungsverfahren umfasst: Erfassen einer Phasendifferenz zwischen einer Variation einer Prästeuerungszustandsgröße und einer Variation einer Poststeuerungszustandsgröße, wobei es sich bei der Poststeuerungszustandsgröße um eine Zustandsgröße des gesteuerten Objekts nach Durchführung des Bearbeitungsverfahrens handelt; und Festlegen eines Wertes einer Phasenverschiebung so lange bis ein Ergebnis einer Messung der Prästeuerungszustandsgröße von der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz berücksichtigt wurde.
Anlagensteuerungsprogramm zur Durchführung einer Vorsteuerung bei einem Bearbeitungsverfahren eines gesteuerten Objekts, wobei die Vorsteuerung auf Basis einer in dem zu steuernden Objekt aufgetretenen Variation einer Prästeuerungszustandsgröße durchgeführt wird, die durch einen dem gesteuerten Objekt zuzurechnenden Variationsfaktor verursacht wird, wobei das Anlagensteuerungsprogramm eine Informationsverarbeitungsvorrichtung dazu veranlasst, Folgendes auszuführen: einen Schritt zum Erfassen einer Phasendifferenz zwischen einer Variation der Prästeuerungszustandsgröße und einer Variation der Poststeuerungszustandsgröße, wobei es sich bei der Poststeuerungszustandsgröße um eine Zustandsgröße des gesteuerten Objekts nach Durchführung des Bearbeitungsverfahrens handelt; und einen Schritt zum Festlegen eines Wertes einer Phasenverschiebung so lange, bis ein Ergebnis einer Messung der Prästeuerungszustandsgröße von der Vorsteuerung auf Basis der Phasendifferenz berücksichtigt wurde.