KR19990040402A

KR19990040402A - Cold Rolling Roller Control Method

Info

Publication number: KR19990040402A
Application number: KR1019970060762A
Authority: KR
Inventors: 곽재호; 이대근
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-05

Abstract

본 발명은 냉연(냉간압연)롤러의 제어방법에 관한 것으로, 특히 다단계 냉연 롤러(Tandom Cold rolling Mill:TCM)에 대한 제어를 신속하게 수행할 수 있도록 한 냉연롤러의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a cold rolled roller, and more particularly, to a method for controlling a cold rolled roller, which enables to quickly perform a control on a multi-stage cold rolling mill (TCM).

종래 롤속도로부터 마찰계수를 구하는 방법은 초기에 임의로 설정하는 변수가 편평롤반경과 마찰계수를 설정하여야 하는데, 이는 편평롤반경에 해당하는 루프와 마찰계수에 해당하는 루프, 즉 2개의 루프가 반복해서 수행됨에 따라, 이 2개의 루프가 상호관계를 가지고 반복적으로 수행하여 최종 하중과 롤속도를 구하는데에 많은 시간이 소요되지만, 본 발명에 의한 방법에 의하면 초기에 설정하는 변수가 단지 편평롤반경 하나이므로, 제어를 위한 계산이 신속히 수행됨에 따라 종래의 방법으로는 불가능한 압연진행중에 변하는 다이나믹스템에도 적절히 대응할 수 있는 것이다.In the conventional method of obtaining the friction coefficient from the roll speed, a variable arbitrarily set should set the flat roll radius and the friction coefficient, which is a loop corresponding to the flat roll radius and a loop corresponding to the friction coefficient, that is, two loops are repeated. As the two loops are carried out in a mutually repetitive manner, it takes a long time to obtain the final load and the roll speed, but according to the method according to the present invention, the initially set variable is merely a flat roll radius. Since the calculation for the control is performed quickly, it is possible to appropriately cope with the dynamic system changing during the rolling process which is impossible with the conventional method.

Description

냉연롤러의 제어방법Cold Rolling Roller Control Method

일반적인 냉연장치에 대한 구성은 입력되는 강판을 압연하기 위한 작업롤러(work roller)와, 상기 작업롤러를 지지하는 지지롤러(backup roller)와, 상기 롤속도와 롤갭을 제어하기 위해 제어데이타를 하부제어부로 제공하는 상위제어부와, 상기 상위제어부로부터의 제어데이타에 기초해서 상기 작업롤러의 모터를 제어함과 동시에, 상기 지지롤러의 압연실린더를 제어하는 하위제어부로 구성되어 있다.A general cold rolling apparatus includes a work roller for rolling input steel sheets, a backup roller for supporting the work roller, and a control data for controlling the roll speed and the roll gap. And a lower controller for controlling the motor of the work roller based on the control data from the upper controller and controlling the rolling cylinder of the support roller.

이와같이 구성된 냉연장치를 제어하는 종래의 방법이 도1에 도시되어 있는데, 도 1을 참조하면, 장치가동전에 냉연할 강판에 대한 최초 변형저항, 최종판속도, 단위장력 및 최종 출측판두께를 상위제어부(20)에 입력하면, 상기 상위제어부(20)에서는 시작부분에서 각 스탠드별 제어두께, 장력, 판속도를 결정한후, 이 결정된 값에 기초해서 선진율, 변형저항, 마찰계수,편평롤반경, 롤속도 및 하중을, 도 1에 도시한 플로우챠트에 보인바와같이, 연속해서 계산하고, 이 계산된 롤속도와 롤갭에 해당하는 하중을 하위제어부(30)로 전송하면, 상기 하위제어부(30)가 작업롤러(11b)측의 모터(50)와 지지롤러(12b)측의 압연실린더(40)를 제어함으로서 냉연장치의 롤러가 희망하는 롤갭과 롤속도로 냉연을 수행하게 된다.A conventional method of controlling the cold rolling device configured as described above is shown in FIG. 1, and referring to FIG. (20), the upper control unit 20 determines the control thickness, tension and plate speed for each stand at the beginning, and then the advance rate, deformation resistance, friction coefficient, flat roll radius, When the roll speed and the load are continuously calculated as shown in the flowchart shown in Fig. 1, and the load corresponding to the calculated roll speed and the roll gap is transmitted to the lower control section 30, the lower control section 30 By controlling the motor 50 on the work roller 11b side and the rolling cylinder 40 on the support roller 12b side, the roller of the cold rolling device performs cold rolling at a desired roll gap and roll speed.

종래 냉연장치의 제어에 있어서, 상기 계산되는 변들간에는 복잡한 상관관계가 있는데, 예를들면, 마찰계수는 롤속도의 함수이고, 롤속도는 선진율의 함수이고, 선진율은 마창계수와 편평롤반경의 함수이므로, 결국 마찰계수를 구하기 위해서는 마찰계수의 값을 미리 알아야 한다는 모순에 부딪히게 된다. 그래서 반복계산법이라는 해석방법을 이용하여 계산한다. 즉 초기에 한 변수값을 임의의 값으로 설정한후 이 값을 토대로 연결되는 다른 변수값을 계산하고, 이 계산된 값을 이용하여 다시 초기에 설정한 변수값을 다시 계산한후, 초기 설정한 값과 다시 계산된 값이 유사하면 계산을 끝내고 유사하지 않으면 다시 계산된 값으로 상기한 과정을 유사해질 때 까지 반복한다.In the control of the conventional cold rolling device, there is a complex correlation between the calculated sides, for example, the coefficient of friction is a function of the roll speed, the roll speed is a function of the advance rate, the advance rate is the wear rate and the flat roll radius As a function of, in order to find the coefficient of friction, there is a contradiction that the value of the coefficient of friction must be known in advance. Therefore, it is calculated using an analysis method called iterative calculation method. In other words, one variable value is initially set to an arbitrary value, and then another variable value connected based on this value is calculated, and the initially set variable value is recalculated using this calculated value, and then the initial value is set. If the value and the recalculated value are similar, the calculation ends. If the value is not similar, the above process is repeated with the recalculated value until the value is similar.

이와같은 종래의 방법은 마찰계수를 롤속도로 계산하므로 초기에 설정되는 변수가 마찰계수와 편평롤반경으로 2개가 되므로, 이에따라 반복루프도 2개가 필요하게 되어 계산과정이 복잡하여 제어시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.In this conventional method, since the friction coefficient is calculated at the roll speed, two parameters, which are initially set, are the friction coefficient and the flat roll radius. Therefore, two repeating loops are required. There is a problem.

뿐만아니라, 압연상태가 변하는 다이나믹스텝인 경우에 대해, 계산시간이 길면 변하는 압연상태에 즉각적으로 대처하지 못하므로, 상기한 계산시간이 긴 종래의 방법을 상기 다이나믹스템에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the dynamic step in which the rolling state is changed, if the calculation time is long, it cannot immediately cope with the changing rolling state, and thus there is a problem in that the conventional method with a long calculation time cannot be applied to the dynamic system. .

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 다단계 냉연 롤러(Tandom Cold rolling Mill:TCM)에 대한 제어를 신속하게 수행할 수 있도록 한 냉연롤러의 제어방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and therefore, an object of the present invention is to provide a method for controlling a cold rolled roller, which can quickly perform a control for a multi-stage cold rolling mill (TCM). It is.

도 1은 본 발명을 수행하기 위한 냉연장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a cold rolling apparatus for carrying out the present invention.

도 2는 종래의 냉연롤러의 제어방법을 보이는 플로우챠트이다.2 is a flowchart showing a control method of a conventional cold rolling roller.

도 3은 본 발명에 따른 냉연롤러의 제어방법을 보이는 플로우챠트이다.3 is a flow chart showing a control method of a cold rolling roller according to the present invention.

도 4는 본 발명과 종래의 제어방법을 비교설명하기 위한 도표이다.4 is a diagram for comparing and explaining the present invention and a conventional control method.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 강판 11a,11b : 작업롤러1: steel plate 11a, 11b: working roller

12a,12b : 지지롤러 20 : 상위제어부12a, 12b: support roller 20: upper control unit

30 : 하위제어부 40 : 유압실린더30: lower control unit 40: hydraulic cylinder

50 : 모터50: motor

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 방법은 임의의 편평롤반경(Rd)을 설정하는 제1단계; 압연대상 강판의 변형저항, 최종판속도, 단위장력 및 목표두께를 입력하는 제2단계; 상기 입력받은 목표두께 및 단위장력에 기초해서 각 스탠드별 제어두께 및 전체장력을 계산하는 제3단계; 상기 최종판속도에 기초해서 각 스탠드별 판속도를 계산하는 제4단계; 상기 판속도에 기초해서 마찰계수(μ)를 계산하는 제5단계; 상기 마찰계수(μ)와 편평롤반경(Rd)에 기초해서 선지율(f)을 계산하는 제6단계; 상기 선지율(f)에 기초해서 롤속도(V_R)를 계산하는 제7단계; 상기 롤속도(V_R)에 기초해서 변형저항(K)을 계산하는 제8단계; 상기 변형저항(K)과 마찰계수(μ)에 기초해서 하중(P)을 계산하는 제9단계; 상기 하중(P)에 기초해서 편평롤반경(Rd')을 계산하는 제10단계; 상기 이전의 편평롤반경(Rd)과 제10단계에서 계산된 편평롤반경(Rd')을 비교하여 동일하지 않은 경우에는 제6단계로 진행하고, 동일한 경우에는 다음단계로 진행하는 제11단계; 상기 롤갭에 해당하는 하중(P)과 롤속도(V_R)에 기초해서 압연 롤러의 롤속도와 롤갭을 제어하는 제12단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.As a technical means for achieving the above object of the present invention, the method of the present invention comprises a first step of setting an arbitrary flat roll radius (Rd); A second step of inputting deformation resistance, final sheet speed, unit tension, and target thickness of the rolled steel sheet; A third step of calculating a control thickness and total tension for each stand based on the input target thickness and unit tension; A fourth step of calculating a plate speed for each stand based on the final plate speed; A fifth step of calculating a friction coefficient μ based on the plate speed; A sixth step of calculating the advance ratio f based on the friction coefficient μ and the flat roll radius Rd; A seventh step of calculating a roll speed V _R based on the advance ratio f; An eighth step of calculating a deformation resistance (K) based on the roll speed (V _R ); A ninth step of calculating a load P based on the deformation resistance K and a friction coefficient μ; A tenth step of calculating a flat roll radius Rd 'based on the load P; An eleventh step of comparing the previous flat roll radius Rd with the flat roll radius Rd 'calculated in the tenth step and proceeding to the sixth step if it is not the same; And a twelfth step of controlling the roll speed and the roll gap of the rolling roller based on the load P and the roll speed V _R corresponding to the roll gap.

이하, 본 발명에 따른 냉연롤러의 제어방법을 수행하기 위한 장치의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a configuration of an apparatus for performing a control method of a cold rolled roller according to the present invention.

도 1은 본 발명을 수행하기 위한 냉연장치의 구성도로서, 도 1을 참조하면, 본 발명을 수행하기 위한 장치에 있어서, 1은 압연대상인 강판이며, 12a,12b는 상하의 작업롤러(work roller)이며, 이는 상기 강판(1)을 압연하는 롤러이다. 12a,12b는 상기 작업롤러(11a,11b)를 지지하는 상부의 지지롤러(backup roller)이다.1 is a configuration diagram of a cold rolling apparatus for carrying out the present invention. Referring to FIG. 1, in the apparatus for carrying out the present invention, 1 is a steel sheet to be rolled, and 12a and 12b are work rollers of up and down. This is a roller for rolling the steel sheet 1. 12a and 12b are upper support rollers for supporting the work rollers 11a and 11b.

20은 상위제어부이며, 이는 희망 판두께등의 데이타를 입력하면, 이 입력된 데이타에 기초해서 제어데이타를 계산하는 소정의 소프트웨어에 따라 제어할 롤갭과 롤속도를 계산한후 이를 계산된 롤갭과 롤속도에 해당하는 데이타를 하위제어부로 전송함에 의해서 냉연장치를 제어하는 워크스테이션타입의 제어장치이다.20 is an upper control unit. When data such as desired plate thickness is inputted, the roll gap and roll speed to be controlled are calculated according to predetermined software that calculates control data based on the input data, and then the calculated roll gap and roll are calculated. It is a workstation type control device that controls the cold rolling device by transmitting data corresponding to the speed to the lower control part.

30은 하위제어부이며, 이는 상기 상위제어부(20)로부터의 롤갭정보에 기초래서 하부의 지지롤러(12b)측의 유압실린더(40)를 제어하고, 상기 상위제어부(20)로부터의 롤속도정보에 기초해서 작업롤러(12b)측의 모터(50)를 제어하는 PLC타입의 제어장치이다.30 is a lower controller, which controls the hydraulic cylinder 40 on the lower side of the support roller 12b based on the roll gap information from the upper controller 20, and controls the roll speed information from the upper controller 20. It is a PLC type control apparatus which controls the motor 50 of the work roller 12b side based on it.

도 3은 본 발명에 따른 냉연롤러의 제어방법을 보이는 플로우챠트이고, 도 4는 본 발명과 종래의 제어방법을 비교설명하기 위한 도표이다.Figure 3 is a flow chart showing a control method of the cold rolling roller according to the present invention, Figure 4 is a diagram for comparing and explaining the present invention and the conventional control method.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.Operation according to the present invention configured as described above will be described in detail below based on the accompanying drawings.

도 1, 제3 및 도 4를 참조하여 본 발명을 설명하면, 먼저 제1단계(210)에서는 상위제어부(20)에 임의의 편평롤반경(Rd)을 설정하는데, 이를 구체적으로 설명하면, 편평롤반경(Rd)은 압연시 상부 지지롤러(12a)의 하중에 의해서 상부 작업롤러(11a)가 상하반경이 좌우반경보다 작아지게 되는데, 이때 상하의 반경을 말하는 것으로, 이 편평롤반경은 실제의 편평롤반경과 무관하게 임의의 값으로 설정되며, 이는 하기의 계산에 이용된다.Referring to FIGS. 1, 3 and 4, the first step 210 first sets an arbitrary flat roll radius Rd to the upper control unit 20. The roll radius Rd is the upper and lower radius of the upper work roller 11a smaller than the left and right radius by the load of the upper support roller 12a during rolling, and this refers to the radius of the upper and lower sides. It is set to an arbitrary value irrespective of the roll radius, which is used in the following calculation.

제2단계(220)에서는 압연대상인 강판에 대한 변형저항, 냉연의 최종판속도, 각 스탠드별 단위장력 및 목표두께를 입력한다.In the second step 220, the deformation resistance of the steel sheet to be rolled, the final sheet speed of cold rolling, the unit tension and the target thickness for each stand are input.

제3단계(230)에서는 상기 입력받은 목표두께 및 단위장력에 기초해서 각 스탠드별 제어두께 및 전체 장력을 계산하고, 제4단계(240)에서는 상기 최종판속도에 기초해서 각 스탠드별 판속도를 계산한다.In the third step 230, the control thickness and total tension for each stand are calculated based on the input target thickness and unit tension, and in the fourth step 240, the plate speed for each stand is calculated based on the final plate speed. do.

제5단계(250)에서는 상기 판속도에 기초해서 마찰계수(μ)를 계산하는데, 이 마찰계수는 하기 식1에 의해 구하고, 제6단계(260)에서는 상기 마찰계수(μ)와 편평롤반경(Rd)에 기초해서 선지율(f)을 계산하며, 제7단계(270)에서는 상기 선지율(f)에 기초해서 롤속도(V_R)를 계산한다.In the fifth step 250, the friction coefficient (μ) is calculated based on the plate speed. The friction coefficient is obtained by the following equation (1). The advance rate f is calculated based on (Rd), and in the seventh step 270, the roll speed V _R is calculated based on the advance rate f.

제8단계(280)에서는 상기 롤속도(V_R)에 기초해서 변형저항(K)을 계산하고, 제9단계(290)에서는 상기 변형저항(K)과 마찰계수(μ)에 기초해서 하중(P)을 계산하며, 제10단계(300)에서는 상기 하중(P)에 기초해서 편평롤반경(Rd')을 계산한다.In the eighth step 280, the deformation resistance K is calculated based on the roll speed V _{R. In} the ninth step 290, the load (based on the deformation resistance K and the friction coefficient μ) P) is calculated, and in the tenth step 300, the flat roll radius Rd 'is calculated based on the load P.

제11단계(310,320)에서는 상기 이전의 편평롤반경(Rd)과 제10단계(300)에서 계산된 편평롤반경(Rd,)을 비교하여 동일하지 않은 경우에는 제6단계(260)로 진행하고, 동일한 경우에는 다음단계로 진행한다.In the eleventh step (310,320) and compares the previous flat roll radius (Rd) and the flat roll radius (Rd,) calculated in the tenth step 300 and proceeds to the sixth step (260) If it is the same, go to the next step.

제12단계에서는 상기 상위제어부(20)에서 계산된 롤갭에 해당하는 하중(P)과 롤속도(V_R)에 기초해서 하위제어부(30)에서는 하부 지지롤러(12b)측의 유압실린더(40)를 통해서 롤갭을 제어함과 동시에, 하부 작업롤러(11b)측의 모터(50)를 통해서 롤속도를 제어한다.In the twelfth step, the hydraulic cylinder 40 on the lower support roller 12b side in the lower control unit 30 based on the load P and the roll speed V _R corresponding to the roll gap calculated by the upper control unit 20. While controlling the roll gap through the motor, the roll speed is controlled through the motor 50 on the lower work roller 11b side.

도 4는 본 발명과 종래의 제어방법을 비교설명하기 위한 도표로서, 도 4는 종래의 방법과 본 발명에 따른 방법에 대한 반복적인 실험을 통해서 획득한 데이타로서, 본 발명에 의한 방법은 종래와 동일한 변수결과를 얻는데 소요되는 계산시간이 종래의 방법에 비해서 41%나 시간이 절약됨을 보이고 있다.4 is a diagram illustrating a comparison between the present invention and a conventional control method. FIG. 4 is data obtained through repetitive experiments on the conventional method and the method according to the present invention. It is shown that the computation time required to obtain the same variable results is 41% less than the conventional method.

상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 초기에 설정하는 변수가 단지 편평롤반경 하나이므로, 제어를 위한 계산이 신속히 수행됨에 따라 종래의 방법으로는 불가능한 압연진행중에 변하는 다이나믹스템에도 적절히 대응할 수 있는 특별한 효과가 있는 것이다.According to the present invention as described above, since the initial setting parameter is only one flat roll radius, a special effect that can adequately cope with dynamic systems changing during rolling progress, which is impossible with the conventional method, as the calculation for control is performed quickly. There is.

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능한다.The above description is only a description of one embodiment of the present invention, the present invention is capable of various changes and modifications within the scope of the configuration.

Claims

임의의 편평롤반경(Rd)을 설정하는 제1단계(210);A first step 210 of setting an arbitrary flat roll radius Rd;

압연대상 강판의 변형저항, 최종판속도, 단위장력 및 목표두께를 입력하는 제2단계(220);A second step 220 of inputting deformation resistance, final sheet speed, unit tension, and target thickness of the rolled steel sheet;

상기 입력받은 목표두께 및 단위장력에 기초해서 각 스탠드별 제어두께 및 전체장력을 계산하는 제3단계(230);A third step 230 of calculating a control thickness and total tension for each stand based on the input target thickness and unit tension;

상기 최종판속도에 기초해서 각 스탠드별 판속도를 계산하는 제4단계(240);A fourth step 240 of calculating a plate speed for each stand based on the final plate speed;

상기 판속도에 기초해서 마찰계수(μ)를 계산하는 제5단계(250);A fifth step (250) of calculating a friction coefficient (mu) based on the plate speed;

상기 마찰계수(μ)와 편평롤반경(Rd)에 기초해서 선지율(f)을 계산하는 제6단계(260);A sixth step (260) of calculating the advance ratio f based on the friction coefficient mu and the flat roll radius Rd;

상기 선지율(f)에 기초해서 롤속도(V_R)를 계산하는 제7단계(270);A seventh step (270) of calculating a roll speed (V _R ) based on the advance ratio (f);

상기 롤속도(V_R)에 기초해서 변형저항(K)을 계산하는 제8단계(280);An eighth step (280) of calculating a deformation resistance (K) based on the roll speed (V _R );

상기 변형저항(K)과 마찰계수(μ)에 기초해서 하중(P)을 계산하는 제9단계(290);A ninth step (290) of calculating a load (P) based on the deformation resistance (K) and the friction coefficient (μ);

상기 하중(P)에 기초해서 편평롤반경(Rd')을 계산하는 제10단계(300);A tenth step (300) of calculating a flat roll radius (Rd ') based on the load (P);

상기 이전의 편평롤반경(Rd)과 제10단계(300)에서 계산된 편평롤반경(Rd')을 비교하여 동일하지 않은 경우에는 제6단계(260)로 진행하고, 동일한 경우에는 다음단계로 진행하는 제11단계(310,320);Comparing the previous flat roll radius (Rd) and the flat roll radius (Rd ') calculated in the tenth step 300, if it is not the same and proceeds to the sixth step (260), if the same step to the next step Eleventh step (310, 320) to proceed;

상기 롤갭에 해당하는 하중(P)과 롤속도(V_R)에 기초해서 압연 롤러의 롤속도와 롤갭을 제어하는 제12단계(330);A twelfth step (330) of controlling the roll speed and the roll gap of the rolling roller based on the load (P) and the roll speed (V _R ) corresponding to the roll gap;

로 이루어짐을 특징으로 하는 냉연롤러의 제어방법.Cold rolling roller control method characterized in that consisting of.