专利名称：压延控制装置以及压延控制方法
技术领域：
本发明涉及通过控制被压延的板状的压延材的工作辊的近旁的板形状及温度分布而进行压延的压延机的压延控制装置及压延控制方法。
背景技术：
在以往的压延机中，使用被设置在压延机出口侧的形状检测器来测定压延材的板形状，根据此检测结果，通过辊子弯曲而变更工作辊的弯曲度，可以根据调整工作辊左右的间隙差(测平leveling)来进行压延材板形状的控制。此时，由辊子控制板形状左右对称的成分，由测平来修正左右非对称的形状。
另外，压延油(冷却剂)和水等这样的冷却材料向工作辊喷射，这样也能实施，修正所被压延的压延材的局部延伸，以及局部形状不良进行修正的控制。即，沿着工作辊的压延材的板宽度方向，并排设置了多个喷射冷却剂的喷射喷嘴，从这些喷射喷嘴向工作辊喷射冷却剂。此时，能够独立地对每个喷射喷嘴的冷却剂喷射进行ON/OFF控制。
通过喷射冷却剂的ON/OFF控制，工作辊的接受冷却剂喷射的部分，被冷却收缩，另一方面，没有接受到冷却剂的喷射的部分，由于压延产生的发热而膨胀。因此，在工作辊膨胀的部分，压延材能够更加薄地伸展开来，而在工作辊收缩的部分，能够抑制压延材的伸展。也就是说，接受到冷却剂喷射的部分的压延材的形状为向成为张紧方向，没有接受到冷却剂喷射的部分的压延材的形状成为伸展方向。
一般来说，控制板形状的压延控制装置，首先设定目标形状，并以形状检测器检测出的形状接近于目标形状的方式，操作工作辊和喷射喷嘴的驱动器。喷射喷嘴的ON/OFF，能够根据各种方法进行设定，但是通常，向对压延材相比于目标形状伸长的部分进行压延的工作辊喷射冷却剂，来抑制压延材的伸长，相反，停止向对压延材没有伸长(伸展)的部分进行压延的工作辊部分喷射冷却剂，来抑制压延材的张紧，并促进其伸展。
冷却剂，原本是为压延材和工作辊(work roller)的润滑和使之冷却而喷射的材料，因此为了维持压延时稳定的润滑和冷却，喷射规定量以上的冷却剂为必要的。由此，以前的基于喷射冷却剂的形状控制方法，对于板宽度全体，以使一定比例以上的喷射喷嘴置ON的方式，而设定喷射喷嘴的ON/OFF模式。即，预先设定对板宽度整体喷射冷却剂的喷射喷嘴的比例(ON的比例)，并对基于该置ON比率的数目的喷嘴置ON。
另一方面，在用于变压器和发电机等的铁心的方向性硅钢板等被称作电磁钢板的压延中，为了使铁损等的磁特性提高，而需要控制压延中的板温度及温度分布。冷却剂的喷射也能够用于此种场合的压延材的温度控制。例如专利文献1中公开了，根据冷却剂的流量来控制压延中的板温度，并控制为固定温度的技术。
另外，专利文献2中公开了如下技术，即对被工作辊压延的正前面或正后方的压延材喷射冷却材料，从而将板宽度方向的温度分布控制为同样，由此能够高精度地控制压延材冷却之后的板形状。
特开平7-32006号公报[专利文献2]特开2005-66614号公报如上所述，已经公开了如下技术，即在以往的压延机中，利用旨在压延材和工作辊的润滑及冷却而使用的冷却剂来控制板形状和板温度。但是，在这些以往的技术中，板形状的控制和板温的控制是分别来控制的。例如在专利文献1中，说明了压延材的温度控制，但板形状的控制并未言及。另外，专利文献2中，同样压延材的板宽度方向的温度分布得到控制，但此温度控制为为了板形状的控制，并非是为了使电磁钢板等的磁特性提高的温度控制。并且，向工作辊喷射冷却剂的喷射喷嘴，和向压延材喷射冷却剂的喷射喷嘴要分别设置等，此控制机构较为复杂。
在电磁钢板的压延中，压延中的压延材的板温及板材宽度方向的温度分布，对所被压延的压延材特别是磁特性的质量造成了很大的影响。而且，所被压延的压延材的板形状，是决定产品质量等的因素，其形状不良成为如破裂和弯曲等的起因，也与生产稳定性大为相关。即，在电磁钢板的压如破裂和弯曲等的起因，也与生产稳定性大为相关。即，在电磁钢板的压延中，需要一种能够确保压延材的磁特性的质量，且提高形状的质量的压延控制装置及压延控制方法。
发明内容
借鉴如上所述的以往的技术的问题点，本发明的目的为，提供一种压延控制装置和压延控制方法，其为了使电磁钢板的磁特性的质量和形状的质量有所提高，而能够对压延中的压延材的板温度和板宽度方向的温度分布，以及所被压延后的压延材的板形状同时进行控制。
本发明提供一种压延控制装置和压延控制方法，对压延机，其特征在于，所述压延机至少具备工作辊，其对压延材进行压延；冷却材喷射部，其在前述压延材的板宽度方向上沿着所述工作辊被设置，并向所述工作辊及所述压延材喷射冷却材(冷却剂等)；形状检测部，其被设置在所述工作辊的近旁，检测所述压延材的板宽度方向的形状；温度分布检测部，其被设置在所述工作辊的近旁，检测所述压延材的板宽度方向的温度分布，所述压延控制装置，(1)由所述形状检测部检测出的所述压延材的板宽度方向的形状与所述压延材的预先被设定的板宽度方向的目标形状进行运算，而求出形状偏差；(2)对由所述温度分布检测部检测出的所述压延材的板宽度方向的温度分布和所述压延材的预先被设定的板宽度方向的目标温度分布进行运算，而求出温度分布偏差；(3)对由所述形状偏差运算部求出的形状偏差和由所述温度分布偏差运算部求出的温度分布偏差进行运算，求出表示所述冷却材喷射部应该喷射冷却材的程度的、冷却材喷射程度的板宽度方向分布；(4)基于由所述冷却材喷射程度运算部求出的冷却材喷射程度的板宽度方向分布，而设定所述冷却材喷射部用于喷射冷却材的控制信息；(5)基于所述冷却材喷射控制信息设定部设定的控制信息，而向所述冷却材喷射部作出冷却材喷射指令。
本发明中，使用压延中的压延材的形状偏差和温度分布偏差，来得到冷却材喷射程度的板宽度方向的分布。即，以压延材的形状及温度分布成为预先被设定的形状及温度分布的方式，控制冷却材喷射机构中的冷却材的喷射。由此，由于能够以预先设定压延材的形状、板温度和温度分布的方式进行控制，因此能够使压延材的形状的质量和磁特性的质量有所提高。
实现一种能够同时控制压延中的压延材的板温度和板宽度方向的温度分布，以及压延后的压延材的板形状的压延控制装置和压延控制方法，由此，能够使电磁钢板等的磁特性的质量及形状的质量有所提高。
图1为表示适用本发明的压延控制装置的压延机的概略构成例的图。
图2为表示第1实施方式中的压延控制装置的功能方框的构成例的图。
图3为表示第1实施方式中的冷却剂喷射程度运算部的结构及工作例的更详细解说示意图。
图4为第1实施方式中，(a)为在分类机构A中被使用的隶属函数的例子，(b)为在分类机构B中被使用的隶属函数的例子，(c)为在分类机构C中被使用的隶属函数的例子，(d)为在分类机构T中被使用的隶属函数的例示图。
图5为表示第1实施方式中的推论规则数据库的例子的图。
图6为表示第2实施方式中的压延控制装置的功能块的构成例的图。
图7为表示在第2实施方式中算出由形状偏差引起的喷射程度αsi时使用的推论规则数据库的例示图。
图8为表示在第2实施方式中算出由温度分布偏差引起的喷射程度αTi时使用的推论规则数据库的例示图。
图9为在第2实施方式中自动决定加权常数GS、GT时使用的隶属函数的例示图。
图中1-压延机，2-压延材，5、5a-压延控制装置，6-压下位置控制装置，8-冷却剂阀门，9-冷却剂喷射喷嘴，31-形状检测辊，32-形状检测器，41-板温分布检测器，51、51a-冷却剂喷射指令运算部，52-压延速度指令运算部，53-机械式控制指令运算部，54-形状·温度偏差运算部，55-目标形状设定部，56-目标温度分布设定部，70、71-辊子，75-工作辊，76-中间辊，77-支承辊，511、511a、511b-冷却剂喷射程度运算部，514、514a-冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部，515-ON比率运算部，516-冷却剂阀门控制部，541-形状偏差运算部，542-温度分布偏差运算部，5115-模糊推论部，5116-喷射程度计算部，5118-推论规则数据库。
具体实施例方式
(第1实施方式)以下，参照图1～图5对本发明的第1实施方式进行适当详细地说明。图1所示为适用本发明的压延控制装置的压延机的概略构成例。如图1所示，压延机1的压延辊是由工作辊75、中间辊76及支承辊77组成的6段式压延辊。
压延机1的入口一侧，沿着工作辊的75在板宽度方向设置多个用于向工作辊75及压延材2喷射冷却剂的冷却剂喷射喷嘴9。这些冷却剂喷射喷嘴9成为如下结构，即能够通过控制冷却剂阀门8的开闭单独控制冷却剂喷射的ON/OFF，或者，控制喷射出的冷却剂的喷射量。
另外，在压延机1的出口一侧，设置有检测出压延材2的板形状的形状检测辊31及形状检测器32，并能够测定压延后的板形状。另外，在压延机1的出口侧一方，设置了用于测定压延材2的板宽度方向的温度分布的板温分布检测器41，这能够测定刚刚压延之后的压延材2的板温及板宽度方向的温度分布。
另外，压延机1，作为机械地控制压延材2的板形状的机构之一，在工作辊75及中间辊76上设置了辊弯曲70，71。辊弯曲70，71，主要为能够适应于压延材2的形状而变换工作辊75的弯曲度。而且，也可以，在压延机1上，在工作辊等75上配有冠和圆锥冒，在板厚方向上移动工作辊75或者中间辊76来控制形状。再者，也是可以像森吉米尔式压延机那样，设计机械地变换支承辊77的弯曲度的机构。
以上，被设于压延机1的冷却剂喷射喷嘴9，形状检测辊31，形状检测器32，板温分布检测器41，辊子70，71等，为能够使用以往以来就被使用的器件。
压延控制装置5，由在硬件上具备CPU(Central Processing Unit)和存储器的计算机而构成，而且，功能上由目标形状设定部55，目标温度分部设定部56、形状·温度偏差运算部54、机械式控制指令运算部53，压延速度指令运算部52、冷却剂喷射指令运算部51等功能模块所构成。还有，此功能模块的功能为通过CPU执行存储于存储器的规定的程序来实现。
目标形状设定部55，通过由附属于压延控制装置5的表示装置(图中未显示)所表示的压延操业监视画面和压延设定计算画面等，来设定压延材2的板形状的目标值。而且，目标温度分部设定部56，通过同样的显示画面，来设定压延材2的板温及板温分布的目标值。
形状·温度偏差运算部54，将由目标形状设定部55设定的目标形状的目标值，与由形状检测器32测定的板形状的测定值相比较，而求算形状偏差Δεi。而且，同时将由目标温度分部设定部56设定的板温分布目标值，与由板温分布检测器41测定的板温分布的测定值进行比较，而得出温度分布偏差ΔTi及板温偏差ΔT。
在此，Δεi及ΔTi，分别是在板宽度方向上将压延材2例如N分割时的第i区域的形状偏差和温度偏差。此时，N与冷却剂喷射喷嘴9的数目相对应，并以与被分割的压延材2的各个区域相对应的方式设置冷却剂喷射喷嘴9。即，压延材2的第i项区域为，接受了第i项冷却剂喷射喷嘴9所喷射的冷却剂的区域。而且，附加字母i的使用方法，在本说明书中，以下相同，省略重复说明。
机械式控制指令运算部53，基于形状偏差Δεi，求算针对对辊弯曲70，71等机械式形状控制机构的控制信息，并将求出的扩展信息输出向该机械式形状控制机构。而且，机械式控制指令运算部53，基于被设定的板宽度等信息，求算针对压下位置控制装置6的控制信息，并将所求算的控制信息输出到压下位置控制装置6。另外，压延速度指令运算部52，基于板温偏差ΔT，求算压延材2的压延速度等，并将求算的压延速度等信息输出到压延辊的旋转驱动装置(未图示)。
冷却剂喷射指令运算部51，使用形状偏差Δεi，和温度分布偏差ΔTi及板温偏差ΔT，而求算冷却剂喷射的ON/OFF，冷却剂流量等冷却剂的控制信息，并将所求得的冷却剂控制信息输出到冷却剂阀门8和冷却剂喷射喷嘴9等。
如此，本实施方式的冷却剂喷射指令运算部51中，要同时考虑压延材2的板形状，板温度及板温度分布，来控制冷却剂喷射的ON/OFF及流量。由此，在本实施方式中，能够在不牺牲压延材2的板形状的精度的情况下，将板温保持为固定。
接着，参照图2，对冷却剂喷射指令运算部51的结构及动作进行更详细的说明。在此，图2为表示本实施方式的压延控制装置的功能模块的构成例的图。
如图2所示，形状·温度偏差运算部54是被分割为形状偏差运算部541和温度偏差运算部542两部分而构成。形状偏差运算部541，将由目标形状设定部55设定的目标形状的目标值，与隔着形状检测辊31由形状检测器32测定的形状数据相比较，来运算形状偏差Δεi。而且，温度偏差运算部542，将由目标温度分部设定部56设定的板温度目标分布值，和由板温度分布检测器41测定的温度数据相比较，来运算温度分布偏差ΔTi及板温偏差ΔT。
冷却剂喷射指令运算部51，通过包含如下构件而构成即冷却剂喷射程度运算部511、冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514、置ON比率运算部515，冷却剂阀门控制部516。
冷却剂喷射程度运算部511，基于由形状偏差运算部541运算出的形状偏差Δεi，和由温度分布偏差运算部542运算出的温度分布偏差ΔTi，而运算喷射程度αi。在此，喷射程度αi是表示第i冷却剂喷射喷嘴9应该喷射的冷却剂的程度的数值。关于得到此数值的详细运算过程，用图3另作说明。
然而，在本实施方式中，来自冷却剂喷射喷嘴9的冷却剂的喷射，出于简单，而设计为仅进行喷射的ON/OFF控制，而不进行喷射ON时的流量控制。因此，对于所有的第i(i＝1，......，N)冷却剂喷射喷嘴9，设定冷却剂喷射的ON/OFF控制信息。设定该ON/OFF控制信息的简单方法，例如如下所述。
首先，喷射程度αi按从大到小的顺序区分。而且，从较大的一方依次抽出喷射程度αi，对喷射程度αi进行抽出直至抽出的喷射程度αi的数目达到了冷却剂置ON的比率为止。在此，将被抽出的喷射程度αi表示为抽出喷射程度αj，将没有被抽出的喷射程度αi表示为非抽出喷射程度αk。而且，将来自与抽出喷射程度αj相对应的第j冷却剂喷射喷嘴9的冷却剂喷射置ON，将来自与非抽出喷射程度αk相对应的第k冷却剂喷射喷嘴9的冷却剂喷射置OFF。
另外，ON比率运算部515，使用板温度偏差ΔT、压延速度等根据规定的运算，求算出N个冷却剂喷射喷嘴9中将喷射置ON的喷射喷嘴的比率(冷却剂置ON比率)。此种运算方法，也可以是，把冷却剂置ON比率，定义为板温度偏差ΔT和压延速度的多元函数，并计算此函数值，也可以把对相对于板温度偏差和压延速度而预先设定的数据表格存储到存储器中，参照此数据表格求出ON比率。
其次，将在冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514中设定的、针对冷却剂喷射喷嘴9的、冷却剂喷射的ON/OFF控制信息，作为喷嘴ON/OFF信息而输入到冷却剂阀门控制部516中。冷却剂阀门控制部516，接收该喷射喷嘴ON/OFF信息的输入，对冷却剂阀门8，输出操作阀门的打开或者关闭的喷嘴ON/OFF指令。
此时，接收到喷嘴置ON指令的第j冷却剂阀门8，打开阀门，从第j冷却剂喷射喷嘴9喷射出冷却剂。另外，接收到喷嘴置OFF指令的第k冷却剂阀门8，关闭阀门，并停止从k冷却剂喷射喷嘴9喷射出冷却剂。
图3为更详细地表示本实施方式中冷却剂喷射程度运算部的结构及动作的图。如图3所示，冷却剂喷射程度运算部511，通过包含有分类机构A、B、C、T(5111～5114)、模糊(fuzz)推论部5115，喷射程度运算部5116而构成。
分类机构A、B、C、T(5111～5114)，输入形状偏差Δεi，并基于该数据，对形状特征进行分类。即，分类机构A(5111)分类形状伸展的程度，分类机构B(5112)分类形状数据随时间在伸展方向上变化的程度，分类机构C(5113)对形状数据比接邻区域的数据大的程度进行分类。另外，同样，分类机构T(5114)，输入温度分布偏差ΔTi，并与此数据相对应，对温度分布的特征进行分类。
在分类机构A、B、C、T(5111～5114)中的分类为利用隶属函数来进行计算的。图4中，(a)为在分类机构A中所使用的隶属函数的例子，(b)为分类机构B中所使用的隶属函数的例子，(c)为在分类机构C中所使用的隶属函数的例子，(d)为在分类机构T中所使用的隶属函数的例子。
另外，如图4(a)所示，各函数的值分类机构A(5111)，基于Ai(＝第i区域的形状偏差Δεi)，而计算ANB，ANS，AZO，APS，APB的五个隶属函数。这些隶属函数可以说是用来表示分类的确信度的函数，分别称作，A负面大(negative big)(ANB)，A负面小(negative small)(ANS)，A中性(zero)(AZO)，A正面小(positive small)(APS)，A正面大(positive big)(APB)。
另外，在图4(a)中，各函数的值，Ai≤a1时，ANB＝1，而其他的函数值为0。而且，如果Ai超过a1，则ANB渐减，相反ANS渐增；Ai＝a2时，ANB＝0，ANS＝1。此外，如果Ai超过a2，ANS渐减，相反AZO渐增；Ai＝a3时，ANS＝0，AZO＝1。以下各函数的值，同样如图4(a)所示那样。
同样，在图4(b)、(c)、(d)中，各自在分类机构B(5112)中所使用的隶属函数BNB，BNS，BZO，BPS，BPB，和在分类机构C(5113)中使用的隶属函数CN，CZO，CP，以及在分类机构T(5114)中使用的隶属函数TNB，TNS，TZO，TPS，TPB所表示。
再次返回到图3。分类机构A、B、C、T(5111～5114)，在每个被分割的第i区域中，使用形状偏差Δεi和温度分布偏差ΔTi以及前述说明的隶属函数，并计算出各个隶属函数的值ANBi、ANSi、AZOi、APSi、APBi，和BNBi、BNSi、BZOi、BPSi、BPBi，和CNi、CZOi、CPi，以及TNBi、TNSi、TZOi、TPSi、TPBi。
像这样计算出的总数为20的隶属函数的值，在每个被分割的第i区域中，输入到模糊推论部5115中。模糊推论部5115，在每个被分割的第i项区域中，基于被输入的隶属函数的值和预先存储于存储器中的模糊推论的推论规则数据库5118，算出代表确信度NBi，NSi，ZOi，PSi，PBi。此计算，例如根据以下方法进行。
图5为在本实施方式中，显示推论规则数据库的例示图。如图5所示，推论规则数据库5118，为记载了由每个被输入的隶属函数所设定的代表隶属函数的表格。在此，“A＝”的意思为被输入到从分类机构A(5111)到模糊推论部5115中的隶属函数。而且，“B＝”，“C＝”，“T＝”的意思也是相同的。
模糊推论部5115，根据下一个的推论规则，求出代表确信度(NBi，NSi，ZOi，PSi，PBi)。
(1)关于被输入的A、B、C、T的隶属函数的所有的组合，各自参照推论规则数据库5118，求出代表隶属函数(NB，NS，ZO，PS，PB中的其中之一)。
(2)作为(1)中所求出的代表隶属函数的值，给出被输入的A、B、C、T的隶属函数的该组合中的隶属函数的最小值。
(3)关于各个代表隶属函数(NB，NS，ZO，PS，PB)，求出在(2)中所求得的各个代表隶属函数的值的最大值，并设为代表确信度(NBi，NSi，ZOi，PSi，PBi)。
例如在模糊推论部5115中，下一个组合的隶属函数值被输入。
APB＝0.8，APS＝0.2，AZO＝0，ANS＝0，ANB＝0BPB＝0.4，BPS＝0.6，BZO＝0，BNS＝0，BNB＝0CP＝1.0，CZO＝0，CN＝0TPB＝0.7，TPS＝0.3，TZO＝0，TNS＝0，TNB＝0此时的一个A、B、C、T的组合为A＝APB(0.8)，B＝BPB(0.4)，C＝CP(1.0)，T＝TPB(0.7)(注()内的值表示该函数的值。以下的说明相同。)。
此时，参照推论规则数据库5118(图5)，根据如下规则而得到PB＝0.4的值，所述规则为，代表隶属函数值为PB，该代表隶属函数(PB)的值是所输入的函数值的最小值。
同样，对于A＝APB(0.8)，B＝BPB(0.4)，C＝CP(1.0)，T＝TPS(0.3)，得到PB＝0.3；对于A＝APB(0.8)，B＝BPS(0.6)，C＝CP(1.0)，T＝TPB(0.7)，得到PB＝0.6；对于A＝APB(0.8)，B＝BPS(0.6)，C＝CP(1.0)，T＝TPS(0.3)，得到PB＝0.3；对于A＝APS(0.2)，B＝BPB(0.4)，C＝CP(1.0)，T＝TPB(0.7)，得到PB＝0.2；对于A＝APS(0.2)，B＝BPB(0.4)，C＝CP(1.0)，T＝TPS(0.3)，得到PB＝0.2；对于A＝APS(0.2)，B＝BPS(0.6)，C＝CP(1.0)，T＝TPB(0.7)，得到PB＝0.2、对于A＝APS(0.2)，B＝BPS(0.6)，C＝CP(1.0)，T＝TPS(0.3)，得到PB＝0.2。
再者，同样，关于其他所有的A、B、C、T的组合，参照推论规则数据库5118(图5)，求出代表隶属函数及其值。本例子的情况，关于其他的所有A、B、C、T的组合，由于对于例如A＝APB(0.8)，B＝BPB(0.4)，C＝CN(0)，T＝TPS(0.3)，由于被输入的隶属函数的值中的其中一个为0，因此PB＝0，因此不论此代表隶属函数的种类如何，此函数值均为0。由此，根据代表确信度(NBi，NSi，ZOi，PSi，PBi)是各自的函数值的最大值这样的规则，有NBi＝NSi＝ZOi＝PSi＝0，且PBi＝0.6。
对于所有的i(i＝1，......，N)。重复进行以上所说明的分类机构A、B、C、T(5111～5114)及模糊推论部5115的处理。
其次，喷射程度运算部5116，使用如上述那样求出的代表确信度NBi，NSi，ZOi，PSi，PBi(i＝1，......，N)，根据下一个所示的(公式1)，算出针对第i冷却剂喷射喷嘴9的喷射程度αi。且，在(公式1)中，ρNB，ρNS，ρZO，ρPS，ρPB为用于加权的常数，例如像ρNB＝-2.0，ρNS＝-1.0，ρZO＝0.0，ρPS＝1.0，ρPB＝2.0那样预先决定。
(公式1)αi=ρNBNBi+ρNSNSi+ρZOZOi+ρPBPBi+ρPSPSiΣ(NBi+NSi+ZOi+PBi+PSi)]]>(式1)如前述使用喷射程度运算部5116计算出的喷射程度αi(i＝1，...，N)，被传送给冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514，接收到了喷射程度αi(i＝1，......，N)的冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514，如上所述，来设定将哪个冷却剂喷射喷嘴9的冷却剂喷射置ON。而且，基于其设定，生成喷射喷嘴ON/OFF信息，并将生成的喷射喷嘴ON/OFF信息输入到冷却剂阀门控制部516。冷却剂阀门控制部516，基于被输入的喷射喷嘴ON/OFF信息，对冷却剂阀门8，输入操作阀门的打开或者关闭的喷嘴ON/OFF指令(参照图2)。
如上所述，在本实施方式中，对于由分类机构A、B、C、T(5111～5114)在压延材2的板宽度方向上被分割的每个区域，将由形状检测器32检测出的压延材2的板形状，和由板温分布检测器41检测出的压延材2的板温度及板宽度方向的温度分布的特征，作为隶属函数的值而进行数值化。而且，基于被输入的隶属函数的值和预先存储于存储器中的模糊推论部的推论规则数据库5118，求算喷射程度αi，所述喷射程度αi表示，为了使压延材2的板形状和板温度分布接近于由目标形状设定部55和目标温度分布设定部56所设定的目标形状和目标温度分布而应该对所被分割的各个区域喷射冷却剂的程度。并基于该喷射程度αi，设定冷却剂喷射的ON/OFF。由此，在本实施方式中，根据冷却剂喷射喷嘴9的冷却剂的喷射控制，能够同时实现对压延材2的板形状和板温度分布同时控制。
(第2实施方式)接着，参照图6～图9对本发明的第2实施方式进行说明。图6为表示第2实施方式中的压延控制装置的功能模块的结构例的示意图。
如图6所示，第2实施方式中的压延控制装置5a，由在硬件负面具备CPU和存储器的计算机而构成，而且，功能方面由目标形状设定部55，目标温度分部设定部56，形状·温度偏差运算部54，冷却剂喷射指令运算部51a等功能块所构成。与第1实施方式的差别仅仅在于冷却剂喷射指令运算部51a。而且，使用压延控制装置5a的压延机1的结构(参照图1)也与第1实施方式相同。以下，对于与第1实施方式相同的构成要素以相同符号表示，并省略这些功能等的说明。
在图6中，冷却剂喷射指令运算部51a，其通过包含如下构件而构成，即冷却剂喷射程度运算部A(511a)、冷却剂喷射程度运算部B(511b)、冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514a、置ON比率运算部515、冷却剂阀门控制部516。在此，冷却剂喷射程度运算部A(511a)和冷却剂喷射程度运算部B(511b)基本采用相同的结构，虽然省略图示，但是分别通过包含与如下构件相同的结构要素而构成即图3中所示的分类机构A、B、C(5111～5113)，模糊推论部5115，推论规则数据库5118和喷射程度运算部5116。
此时，冷却剂喷射程度运算部A(511a)，输入形状偏差Δεi，并通过与图3的分类机构A、B、C(5111～5113)相同的分类机构(图中未显示)，分别对于形状伸展的程度(SA)、形状数据随着时间在伸展的方向上变化的程度(SB)、形状数据比接邻区域的数据大的程度(SC)，对该形状偏差Δεi的特征进行分类。分类的结果，作为关于如图4所示的形状偏差Δεi的15个隶属函数的值ANBi、ANSi、AZOi、APSi、APBi，和BNBi、BNSi、BZOi、BPSi、BPBi，以及CNi、CZOi、CPi而被求出。
接着，冷却剂喷射程度运算部A(511a)，通过与图3的模糊推论部5115相同的模糊推论部(图中未显示)，根据与第1实施方式的场合相同的推论规则及推论规则数据库，求出有关形状偏差Δεi的代表确信度(SNBi、SNSi、SZOi、SPSi、SPBi)。在此，图7为表示此时使用的推论规则数据库的例子的图。
在冷却剂喷射程度运算部A(511a)中，对于所有的i(i＝1，......，N)重复执行这些分类机构和模糊推论部的处理。
其次，冷却剂喷射程度运算部A(511a)，由与喷射程度运算部5116相同的喷射程度运算部(未图示)，使用先前被求出的代表确信度SNBi，SNSi，SZOi，SPSi，SPBi(i＝1，......，N)，而计算公式(2)，算出针对冷却剂喷射喷嘴9的由形状偏差引起的喷射程度αsi(i＝1，......，N)。且，在公式(2)中，ρSNB，ρSNS，ρSZO，ρSPS，ρSPB为用于加权的常数，例如像ρSNB＝-2.0，ρSNS＝-1.0，ρSZO＝0.0，ρSPS＝1.0，ρSPB＝2.0那样预先决定。
(公式2)αSi=ρSNBSNBi+ρSNSSNSi+ρSZOSZOi+ρPSBSPBi+ρSPSSPSiΣ(SNBi+SNSi+SZOi+SPBi+SPSi)]]>(式2)另一方面，冷却剂喷射程度运算部B(511b)，输入温度分布偏差ΔTi，通过和图3的分类机构A、B、C(5111～5113)相同的分类机构(图中未显示)，对于温度偏差较大的程度(TA＝ΔTi)、温度偏差的时间微分较大的程度(SB＝ΔTi/dt)、温度偏差比接邻区域的温度偏差大的程度(SC＝ΔTi·(ΔTi-1+ΔTi；1)/2)，对该温度分布偏差ΔTi的特征进行分类。分类的结果，作为如图4所示的形状偏差Δεi的15个隶属函数的值ANBi、ANSi、AZOi、APSi、APBi、BNBi、BNSi、BZOi、BPSi、BPBi、CNi、CZOi和CPi，而被求出。
接着，冷却剂喷射程度运算部B(511b)，通过与图3的模糊推论部5115相同的模糊推论部(未图示)，根据与第1实施方式的情况相同的推论规则及推论规则数据，对温度分布偏差ΔTi求出代表确信度(TNBi，TNSi，TZOi，TPSi，TPBi)。在此，图8为表示此时使用的推论规则数据库的例子的图。
在冷却剂喷射程度运算部B(511b)中，对所有的i(i＝1，......，N)重复运行分类机构和模糊推论部的处理。
其次，冷却剂喷射程度运算部B(511b)，通过与喷射程度运算部5116相同的喷射程度运算部(图中未显示)，使用先前被求出的代表确信度TNBi，TNSi，TZOi，TPSi，TPBi(i＝1，......，N)，而计算公式(3)，算出针对第i冷却剂喷射喷嘴9的、喷射程度αTi(i＝1，......，N)。另外，在公式(3)中，ρTNB，ρTNS，ρTZO，ρTPS，ρTPB是用于加权的常数，例如像ρTNB＝-2.0，ρTNS＝-1.0，ρTZO＝0.0，ρTPS＝1.0，ρTPB＝2.0那样预先确定。
(公式3)αTi=ρTNBTNBi+ρTNSTNSi+ρTZOTZOi+ρTPBTPBi+ρTPSTPSiΣ(TNBi+TNSi+TZOi+TPBi+TPSi)]]>(式3)接着，使用以上所求出的、由形状偏差引起的喷射程度αSi和由温度分布偏差引起的喷射程度αTi，由(公式4)算出综合的喷射程度αi(i＝1，......，N)，且，(公式4)中，GS，GT为加权常数。此加权常数GS，GT，如后述所示，使用形状偏差Δεi和温度分布偏差ΔTi而计算规定的评价函数，并能够基于此值手动或者自动地进行适当的变更。
(公式4)αi＝GSαSi+GTαTi(式4)其次，冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514a，根据综合的喷射程度αi，和以置ON比率运算部515运算出来的冷却剂置ON比率，对于各第i(i＝1，......，N)冷却剂喷射喷嘴9，生成冷却剂喷射的ON/OFF控制信息(喷射喷嘴ON/OFF信息)。所生成的喷射喷嘴ON/OFF信息，输入到冷却剂阀门控制部516。冷却剂阀门控制部516，基于被输入的喷射喷嘴ON/OFF信息，向冷却剂阀门8，输入操作阀门的打开或者关闭的喷射喷嘴ON/OFF指令。
如上所述，在第2实施方式中，根据来自冷却剂喷射喷嘴9的冷却剂的喷射控制，能够同时压延材2的板形状和板温度分布进行控制。而且，通过将公式(4)中的加权常数GS，GT适当的变更，能够调节对冷却剂的喷射控制的板形状的影响程度和板温分布的影响程度。
而且，通过手动或者自动对公式(4)中加权常数GS、GT变更的方法，如下所述。
冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514a，使用形状偏差Δεi和温度分布偏差ΔTi，计算如公式(5)中所示的评价函数J。在此，WShape及WTemp，分别为形状偏差Δεi和温度分布偏差ΔTi的加权常数，ΔTave为温度分布偏差ΔTi的平均值，并且，imin为2～3等数，imax为N-1、N-2等的数，除去压延材2两端的影响之外而计算评价函数J。
J=WShapeΣiminimax(Δϵi)2/(imax-imin+1)-WTempΣiminimax(ΔTi-ΔTave)2/(imax-imin+1)]]>(式5)此时，评价函数J的值，在形状偏差Δεi的影响大的情况下，为正数，在温度分布偏差ΔTi的影响大的情况下，为负数。因此，根据评价函数J的值，可以由手动确定加权常数GS，GT的值。
另外，自动决定加权常数GS，GT时，例如图9所示，首先设定针对评价函数J的值的加权常数GS，GT的隶属函数。即，冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514a，计算评价函数J以后，用该J的值来计算加权常数GS，GT的隶属函数，并将所得到的各个隶属函数的值，作为加权常数GS，GT的值。
而且，在图9中，实线为加权常数GS的隶属函数，一点点划线表示加权常数GT的隶属函数。这些隶属函数用折线表示，但是若满足GS+GT＝1，也可以是用曲线表示的函数。而且，在此评价函数J，为形状偏差Δεi和温度分布偏差ΔTi的2次方平均之差，但是只要是能够比较形状偏差的大小和温度偏差的大小的函数，使用什么样的函数都可以。
如上所述，冷却剂喷射喷嘴控制信息设定部514a，计算评价函数J，并根据该J的值来计算加权常数GS，GT的隶属函数，由此即使没有手工的介入，也能够求出加权常数GS，GT的值。
而且，以上所示的在第1和第2实施方式中的压延控制装置5，5a适用于，板温度分布检测器41及形状检测辊31被设置在压延辊的出侧的压延机，但是对于板温度分布检测器41及形状检测辊31的至少一方被设置在压延辊的入侧的压延机也能够适用。
权利要求
1.一种压延控制装置，其针对压延机，其特征在于，所述压延机至少具备工作辊，其对压延材进行压延；冷却材喷射部，其在前述压延材的板宽度方向上沿着所述工作辊被设置，并向所述工作辊及所述压延材喷射冷却材；形状检测部，其被设置在所述工作辊的近旁，检测所述压延材的板宽度方向的形状；温度分布检测部，其被设置在所述工作辊的近旁，检测所述压延材的板宽度方向的温度分布，所述压延控制装置，具备形状偏差运算部，其对由所述形状检测部检测出的所述压延材的板宽度方向的形状与所述压延材的预先被设定的板宽度方向的目标形状进行运算，而求出形状偏差；温度分布偏差运算部，其对由所述温度分布检测部检测出的所述压延材的板宽度方向的温度分布和所述压延材的预先被设定的板宽度方向的目标温度分布进行运算，而求出温度分布偏差；冷却材喷射程度运算部，其对由所述形状偏差运算部求出的形状偏差和由所述温度分布偏差运算部求出的温度分布偏差进行运算，求出表示所述冷却材喷射部应该喷射冷却材的程度的、冷却材喷射程度的板宽度方向分布；冷却材喷射控制信息设定部，其基于由所述冷却材喷射程度运算部求出的冷却材喷射程度的板宽度方向分布，而设定所述冷却材喷射部用于喷射冷却材的控制信息；冷却材喷射指令部，其基于所述冷却材喷射控制信息设定部设定的控制信息，而向所述冷却材喷射部作出冷却材喷射指令。
2.根据权利要求1所述的压延控制装置，其特征在于，所述的冷却材喷射程度运算部通过包含如下构件而构成分类部，其对于在所述压延材的板宽度方向上被区分的每个区域的所述形状偏差及所述温度分布偏差的至少一方，根据规定的隶属函数来进行分类，并确定此时的隶属函数的值；模糊推论部，其基于由所述分类所确定的隶属函数的值，和预先设定的推论规则，求算对所述被区分的区域的该区域喷射冷却材料的确信度；喷射程度运算部，其基于由所述模糊推论所求出的确信度，计算关于所述被区分的区域的该区域的冷却材喷射程度。
3.根据权利要求2所述的压延控制装置，其特征在于，以如下方式构成即在所述冷却材喷射程度运算中，分别独立求出，基于所述形状偏差的冷却材喷射程度，以及基于所述温度分布偏差的冷却材喷射程度，并采用，所述独立求出的、基于所述形状偏差的冷却材喷射程度与基于所述温度分布偏差的冷却材喷射程度的加权平均。
4.根据权利要求3所述的压延控制装置，其特征在于，以如下方式构成即基于所述形状偏差和所述温度分布偏差，而求出规定的评价函数的值，并根据该评价函数的值，确定采用所述加权平均时的加权常数。
5.一种压延控制方法，其针对压延机，其特征在于，所述压延机至少具备工作辊，其对压延材进行压延；冷却材喷射部，其在前述压延材的板宽度方向上沿着所述工作辊被设置，并向所述工作辊及所述压延材喷射冷却材；形状检测部，其被设置在所述工作辊的近旁，检测所述压延材的板宽度方向的形状；温度分布检测部，其被设置在所述工作辊的近旁，检测所述压延材的板宽度方向的温度分布，对所述压延机进行控制的压延控制装置执行如下步骤形状偏差运算步骤，其中对由所述形状检测部检测出的所述压延材的板宽度方向的形状与所述压延材的预先被设定的板宽度方向的目标形状进行运算，而求出形状偏差；温度分布偏差运算步骤，其中对由所述温度分布检测部检测出的所述压延材的板宽度方向的温度分布和所述压延材的预先被设定的板宽度方向的目标温度分布进行运算，而求出温度分布偏差；冷却材喷射程度运算步骤，其中对在所述形状偏差运算步骤中求出的形状偏差和在所述温度分布偏差运算步骤中求出的温度分布偏差进行运算，求出表示所述冷却材喷射部应该喷射冷却材的程度的、冷却材喷射程度的板宽度方向分布；冷却材喷射控制信息设定步骤，其中基于在所述冷却材喷射程度运算步骤中所求出的冷却材喷射程度的板宽度方向分布，而设定所述冷却材喷射部用于喷射冷却材的控制信息；冷却材喷射指令步骤，其中基于在所述冷却材喷射控制信息设定步骤中所设定的控制信息，而向所述冷却材喷射部作出冷却材喷射指令。
6.根据权利要求5所述的压延控制方法，其特征在于，所述的冷却材喷射程度运算步骤包含如下步骤而构成分类步骤，其中对于在所述压延材的板宽度方向上被区分的每个区域的所述形状偏差及所述温度分布偏差的至少一方，根据规定的隶属函数来进行分类，并确定此时的隶属函数的值；模糊推论步骤，其中基于由所述分类步骤所确定的隶属函数的值，和预先设定的推论规则，求算对所述被区分的区域的该区域喷射冷却材料的确信度；喷射程度运算步骤，其中基于由所述模糊推论步骤所求出的确信度，计算关于所述被区分的区域的该区域的冷却材喷射程度。
7.根据权利要求6所述的压延控制方法，其特征在于，所述压延控制装置还执行如下步骤在所述冷却材喷射程度运算步骤中，分别独立求出，基于所述形状偏差的冷却材喷射程度，以及基于所述温度分布偏差的冷却材喷射程度，并采用，所述独立求出的、基于所述形状偏差的冷却材喷射程度与基于所述温度分布偏差的冷却材喷射程度的加权平均。
8.根据权利要求7所述的压延控制方法，其特征在于，所述压延控制装置还执行如下步骤即基于所述形状偏差和所述温度分布偏差，而求出规定的评价函数的值，并根据该评价函数的值，确定采用所述加权平均时的加权常数。
全文摘要
本发明公开一种压延控制装置，其中，冷却剂喷射指令运算部(51)对由形状检测器(32)检测出的压延材(2)的板宽度方向的形状偏差，和由板温分布检测器(41)检测出的压延材的板宽度方向的温度分布偏差进行运算，求出应该从冷却剂喷射喷嘴(9)喷射冷却剂的程度，即冷却剂喷射程度在板宽度方向上的分布。而且，基于该求出的冷却剂喷射程度的板宽度方向的分布，对冷却剂喷射喷嘴(9)用于喷射冷却剂的控制信息进行设定，并基于此设定的控制信息，对冷却剂阀门(8)指令发出喷射冷却剂的ON/OFF。因此，通过同时控制压延材的板温和板宽度方向的温度分布以及压延材的板形状，使其磁特性及形状质量得到提高。
文档编号B21B37/74GK1927483SQ20061015135
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月7日 优先权日2005年9月8日
发明者福地裕, 服部哲 申请人:株式会社日立制作所