Otomatisasi Canggih untuk Pengendalian Ketebalan Tepat di Pabrik Strip Panas

Otomatisasi dan Kontrol Ketebalan di Pabrik Strip Panas

Efisiensi ekonomi proses giling logam berkorelasi erat dengan tingkat kualitas produk akhir yang digiling. Penggilingan produk baja datar adalah proses kompleks di mana kualitas produk dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti material masuk, peralatan mekanik dan listrik, parameter operasi, pelumas, dan strategi otomatisasi dan kontrol, dll. Parameter kualitas signifikan adalah ketebalan material, bentuk dan permukaan material, dan homogenitas distribusi tekanan. Untuk efisiensi biaya yang dioptimalkan dan untuk memaksimalkan penggunaan material, toleransi yang ketat untuk ketebalan esensial, untuk memungkinkan strip digiling sejauh mungkin ke ketebalan minimum yang diizinkan. Kualitas produk hanya dapat dioptimalkan secara efektif jika solusi peralatan mekanik, listrik dan instrumentasi serta strategi kontrol digabungkan dengan baik.

Proses pabrik strip panas (HSM) mengurangi dengan memcompress slab baja yang dicasting kontinu dengan penampang persegi panjang dan ketebalan dalam rentang 250 mm hingga 350 mm menjadi strip baja datar hingga ketebalan yang diinginkan tercapai. Beberapa HSM memiliki kemampuan untuk memproduksi strip dengan ketebalan hingga 1 mm. Langkah proses dalam HSM tipikal adalah (i) pemanasan ulang slab dalam tungku pemanas ulang pusher atau walking beam type untuk mencapai suhu optimal, (ii) roughing mill (baik pabrik reversing atau pabrik kontinu yang terdiri dari sejumlah stand) untuk mencapai pengurangan ketebalan awal, (iii) finishing mill yang terdiri dari 5 hingga 7 stand giling berturut-turut yang mengurangi ketebalan ke nilai yang diinginkan, dan (iv) gulungan strip panjang di coiler.

Di finishing mill HSM, tugas penting dilakukan oleh lengan hidrolis, yang disebut looper, yang ditempatkan di tengah antara dua stand berturut-turut dan tujuannya adalah untuk menjaga tegangan strip pada nilai konstan. Sistem mekanis ini tunduk pada dinamika yang sangat tidak stabil yang membuat masalah kontrol menjadi rumit.

Arsitektur Otomatisasi

Pemrosesan slab menjadi strip yang digiling panas di HSM dicapai melalui beberapa langkah proses yang kompleksitasnya melibatkan teknologi mekanik dan otomatisasi. Giling panas di HSM membutuhkan tidak hanya solusi mekanik tetapi juga teknologi kontrol yang tepat. Proses giling di HSM dapat dikontrol melalui arsitektur otomatisasi dan perangkat lunak standar yang mencakup empat level otomatisasi.

Sistem otomatisasi bukan determinan tunggal dari performa pabrik strip panas. Namun, untuk setiap konfigurasi peralatan mekanik dan listrik, potensi performa pabrik hanya dicapai dengan kontrol dan otomatisasi berkinerja tinggi. Perhatian perlu difokuskan pada throughput dan kualitas, di mana kontrol sangat penting untuk mencapai performa baik. Biasanya throughput dan kualitas berinteraksi baik secara positif maupun negatif dan interaksi ini perlu dipertimbangkan dalam menentukan sistem kontrol.

Throughput – Throughput akhir yang dapat dicapai di pabrik dibatasi oleh kemampuan perangkat keras mekanik dan listrik. Untuk mencapai throughput yang konsisten dekat dengan batas ini memerlukan kontrol dan otomatisasi berkualitas tinggi. Pada throughput tinggi, tiga atau lebih work piece dapat berada di pabrik giling di berbagai tahap pemrosesan pada saat yang sama. Untuk menghindari tabrakan katastropik di pabrik, pelacakan yang akurat esensial. Sistem pelacakan menggunakan sinyal dari instrumentasi pabrik dan informasi proses (misalnya, saat satu potongan digiling, panjangnya bertambah) untuk mempertahankan peta dinamis dari pabrik. Tentu saja, ia harus tangguh terhadap kehilangan instrumen pabrik individual.

Kontrol throughput melihat ke depan pada jadwal giling dan menentukan bagian mana dari instalasi pabrik, tungku, roughing mill, finishing mill, atau coiler, yang dapat membatasi throughput. Proses yang membatasi kemudian dikontrol untuk mencapai throughput maksimum dan bagian lain dari proses dikontrol untuk mencocokkan throughput ini. Ini mengakibatkan peningkatan efisiensi energi dan pengurangan aus dan kerusakan pada peralatan, sehingga mengurangi biaya.

Throughput dan kualitas juga berinteraksi. Seiring peningkatan throughput, kontrol menjadi lebih sulit, dan untuk mempertahankan tingkat kualitas dan yield yang diperlukan memerlukan desain yang hati-hati dari sistem kontrol. Kualitas dan kontrol throughput juga berinteraksi secara positif. Misalnya, untuk mencapai rentang dan akurasi kontrol suhu yang lebih besar di finishing mill, inter-stand cooling sprays biasanya dipasang. Hal ini harus dikontrol untuk menjaga suhu strip di keluar pabrik tetapi, lebih lanjut, mereka dapat digunakan untuk meningkatkan kecepatan di mana work piece digiling di finishing mill, sambil mempertahankan suhu keluar target.

Kualitas – Tujuan utama sistem otomatisasi adalah untuk mengontrol peralatan pabrik sehingga coil yang digiling memenuhi dimensi (gauge, lebar, profil, dan kecekatan) dan properti material sesuai dengan persyaratan spesifikasi. Ada dua aspek dalam mengontrol parameter kualitas yaitu (i) kontrol head end dari work piece saat mengelewati pabrik, dan (ii) kontrol peralatan pabrik untuk mempertahankan parameter kualitas yang diinginkan selama giling coil.

Ada dua mode kontrol yaitu (i) pabrik set-up, dan (ii) kontrol dinamis. Perbedaan mendasar dalam strategi kontrol dipaksakan pada dua mode oleh ketersediaan pengukuran. Saat strip mengelewati pabrik, tidak ada pengukuran parameter kualitas akhir, strip belum mencapai instrumen pengukuran, dan kontrol dicapai dengan feed forward dan kontrol berbasis model. Setelah pabrik penuh, pengukuran langsung dari (beberapa) parameter kualitas akhir tersedia, dan kontrol feed-back dinamis mulai beroperasi. Akurasi dalam kedua mode kontrol penting, dan parameter kualitas head end yang baik mengarah pada yield yang tinggi. Kontrol lebar di HSM juga penting. Coil sering dipasarkan berdasarkan panjang daripada berdasarkan bobot, dan oleh karena itu, kelebihan lebar mewakili kehilangan yield.

Bentuk strip ditentukan oleh dua parameter yang berinteraksi yaitu (i) profil, dan (ii) kecekatan. Profil adalah variasi ketebalan di seluruh lebar strip dan, untuk pemrosesan hilir perlu dikontrol. Ada kebutuhan untuk ketebalan yang seragam baik sepanjang panjang strip maupun di seluruh lebarnya. Kecekatan adalah kemampuan strip untuk terbaring datar tanpa memberikan gaya eksternal dan juga penting untuk pemrosesan hilir strip. Cacat kecekatan diinduksi oleh kontrol proporsional profil yang buruk (profil dibagi dengan ketebalan) melalui pabrik dan, oleh karena itu, ada interaksi antara kontrol profil dan kecekatan.

Masalah kontrol kecekatan juga berbeda dari masalah profil karena kecekatan penting, tidak hanya di keluar pabrik, tetapi di celah antar stand antara stand finishing mill. Cacat kecekatan buruk di antara stand dapat menyebabkan ketidakstabilan proses giling di finishing mill, mengakibatkan kehilangan kontrol sepenuhnya dan kehancuran coil yang mengarah pada cobble. Ini mewakili kehilangan yield dan juga mempengaruhi ketersediaan pabrik dengan menghentikan proses sementara pabrik dibersihkan dari cobble.

Selain parameter dimensi, ada parameter kualitas lain yang penting. Tujuan yang sangat penting adalah kontrol properti mekanis strip akhir. Properti mekanis ditentukan, dalam sebagian besar, oleh mikrostruktur, dan mikrostruktur itu sendiri ditentukan, dalam beberapa bagian, oleh strain, dan dalam sebagian besar oleh riwayat suhu dari coil yang digiling. Dalam sistem kontrol dan otomatisasi saat ini, kontrol mikrostruktur dicapai secara tidak langsung dengan mengontrol evolusi suhu saat strip didinginkan di run out table antara keluar pabrik dan coiler. Metalurg pabrik mendefinisikan lintasan pendinginan target, dan sistem kontrol menyesuaikan cooling sprays di run out table dan kecepatan finishing mill untuk mencocokkan lintasan suhu yang diinginkan seakurat mungkin.

Struktur Sistem Kontrol – Tujuan kontrol untuk HSM diekspresikan dalam hal throughput dan parameter kualitas produk. Namun, cakupan praktis kontrol mencakup berbagai aplikasi yang sangat luas mulai dari loop kontrol posisi lokal berkecepatan tinggi individu dengan kecepatan operasional pada level milidetik atau sub-milidetik hingga tugas penjadwalan work piece keseluruhan yang beroperasi pada skala waktu per jam atau lebih lama. Semua kontrol ini berkontribusi pada performa keseluruhan yang diperlukan dari sistem otomatisasi tetapi tujuan seringkali diekspresikan dalam hal sub-goal yang lebih sesuai dengan skala waktu dari controller tertentu. Misalnya, tujuan loop posisi dapat diekspresikan dalam hal tingkat perubahan dan overshoot sebagai respons terhadap perubahan posisi yang diminta, sementara penjadwalan keseluruhan produk melalui pabrik dapat diekspresikan dalam hal kecepatan memenuhi rencana produksi.

Teknologi otomatisasi yang diterapkan di pabrik strip panas biasanya dibagi menjadi empat level yang disebut level 0, 1, 2, dan 3, masing-masing. Di semua level otomatisasi ini yang perlu bekerja sama hierarkis untuk mencapai performa terbaik dan tingkat produktivitas tertinggi, sejumlah teknologi kontrol, model matematis fenomena fisik, dan algoritma optimisasi diterapkan. Struktur hierarkis dari sistem kontrol otomatisasi yang biasanya diadopsi untuk pabrik strip panas ditunjukkan dalam Gambar 1.

Perbedaan ini dalam skala waktu dan cakupan kontrol individu direfleksikan dalam struktur multi-level dari sistem kontrol yang kini banyak digunakan di pabrik giling. Dalam Gambar 1, diagram blok dari sistem multi-level ini ditampilkan. Pemisahan fungsi antara berbagai level tidak tajam, dan apakah fungsi tertentu diterapkan di, misalnya, level 1 atau level 2 dapat bervariasi dari instalasi ke instalasi dan sebagai respons terhadap pengembangan metode dan peralatan kontrol yang lebih baik.

Gambar 1: Struktur sistem otomatisasi tipikal untuk proses pabrik strip panas.

Level 0 – Ini adalah level kontrol terendah dan mencakup, misalnya, loop kontrol untuk kapsul hidrolis yang digunakan untuk menempatkan rol di pabrik giling dan untuk motor listrik utama yang memberi daya pada pabrik.

Level 1 – Ini terutama berkaitan dengan kontrol dalam-piece. Pada level ini, parameter kualitas seperti ketebalan dan suhu strip mulai muncul. Namun, tujuan untuk loop level-1 seringkali adalah sub-goal yang disediakan oleh level 2. Misalnya, loop kontrol level 1 berfungsi untuk mengontrol ketebalan keluar dari stand intermediate di finishing mill, dan pola ketebalan keluar ini melalui pabrik diatur oleh level 2 untuk mencapai ketebalan keluar pabrik yang diinginkan dalam batasan mesin dan proses.

Otomatisasi level 1 secara langsung berinteraksi dengan perangkat tingkat rendah (aktuator dan transmuder). Loop kontrol real-time dan urutan logika diterapkan di sini. Sampling cepat (1 milidetik) dan daya komputasi tinggi dicapai, misalnya, melalui teknologi arsitektur VME (Versa Module European). PLC konvensional, sebagai gantinya, menjamin waktu sampling minimal 10 milidetik. Antarmuka Manusia-Mesin (HMI) menawarkan kepada operator tampilan real-time dari proses.

Level 2 – Ini secara langsung mengatasi kontrol parameter kualitas dan throughput. Domain operasinya jauh lebih luas dari level 1, dan, dalam sistem yang berkembang dengan baik, mencakup kontrol terintegrasi dari tungku pemanas ulang, roughing mill, finishing mill, dan run out table. Ini sangat berkaitan dengan kontrol setup pabrik dari work piece ke work piece, tetapi seringkali juga mencakup bagian dari kontrol dalam-piece dinamis. Biasanya kontrol dinamis pada level 2 berkaitan dengan kontrol terkoordinasi keseluruhan dari, misalnya, finishing mill. Loop kontrol lokal lebih sesuai untuk level 1. Sebagian besar kontrol pada level 2 bersifat feed forward dan berbasis model. Performa kontrol yang baik membutuhkan model prediktif dari proses (misalnya, model deformasi dan suhu) dan model dinamis dari mesin dan sensor pabrik. Sebagian besar model proses yang diperlukan untuk kontrol pabrik giling yang state of the art berada di sini.

Otomatisasi level 2 menyediakan fungsi dan utilitas kontrol yang lebih tinggi, seperti perhitungan setup pabrik optimal, pembuatan laporan produksi dan analisis statistik kualitas produk. Khususnya model matematis proses teknologis digunakan untuk menghasilkan setup pabrik yang tepat. Keandalan model fisik, di berbagai kondisi kerja yang berbeda dan bahkan bervariasi seiring waktu, dicapai melalui self-adaptation yaitu, teknik identifikasi berdasarkan feedback pabrik yang secara rekursif meningkatkan keandalan prediksi model. Informasi teknologis dan arsip historis produksi disimpan di database (DB), sementara work station proses (PWS) menawarkan antarmuka grafis untuk utilitas level 2.

Level 3 – Sistem otomatisasi level 3 diimplementasikan untuk menyediakan utilitas tambahan untuk supervisi produksi tingkat atas (ini juga dikenal sebagai fungsi 'Manufacturing Execution System' (MES)), manajemen yard penyimpanan dan koordinasi antara level 2 dari proses-proses yang berbeda yang termasuk dalam pabrik yang sama. Sistem otomatisasi level 3 bertanggung jawab untuk mengkoordinir penjadwalan produksi antara proses produksi HSM dan proses produksi unit aliran atas dan hilir.

Fungsi level 3 terutama sebagai penjadwal pabrik strip panas. Ia mengambil order book untuk pabrik dan mengorganisirnya menjadi ronde, biasanya, 100 – 200 work piece yang mematuhi aturan penjadwalan yang dikembangkan untuk pabrik. Seperti HSM itu sendiri, level 3 mempertimbangkan proses aliran atas dan hilir dan area stok. Aturan penjadwalan yang digunakan adalah, pada dasarnya, model global dari pabrik giling yang memungkinkan penjadwal untuk mengorganisir ronde sehingga parameter kualitas yang diperlukan dapat dicapai dalam batasan yang ditetapkan oleh peralatan pabrik. Secara tradisional, faktor terpenting adalah evolusi profil rol di pabrik yang disebabkan oleh aus dan ekspansi termal mereka. Dari ini berasal jadwal 'coffin' yang berarti mulai sempit, dengan cepat membangun ke material yang lebih lebar seiring meningkatnya thermal crown pada rol, dan perlahan memudar kembali ke sempit seiring aus rol.

Teknologi Kontrol yang Diterapkan di HSM

Penggunaan solusi kontrol dan pemodelan canggih untuk HSM telah menjadi subjek beberapa perkembangan di berbagai arah selama 40-50 tahun terakhir. Ini mencakup (i) penggunaan teknik kontrol multivariabel yang telah diajukan untuk finishing mill sejak 1970-an dan sekarang dianggap sebagai alat yang konsolidasikan untuk mengontrol stand giling generik bersama dengan looper aliran hilir atau coiler aliran hilir, (ii) pengembangan berbagai model untuk memprediksi karakteristik material berdasarkan suhu material dan proses giling dan penerapan kontrol untuk mengatur suhu gulungan, (iii) pengembangan teknik kontrol canggih yang diterapkan untuk mengkompensasi fenomena gesekan, (iv) pengembangan model dan kontroler untuk meningkatkan kecekatan dan profil material, dan (v) pengembangan teknik kontrol steering yang baru-baru ini diperkenalkan untuk meningkatkan tingkat produktivitas dengan mengurangi probabilitas terjadinya cobble. Gambar 2 menunjukkan tata letak tipikal pabrik strip panas dengan kontrol level-1.

Gambar 2: Tata letak tipikal pabrik strip panas dengan kontrol level-1.

Teknologi Kontrol untuk Pengaturan Ketebalan

Gambar 3 menunjukkan contoh regulasi ketebalan seperti yang diterapkan pada HSM biasanya dengan penyediaan sensor berikut. Instrumen dan sensor yang diperlukan untuk regulasi ketebalan adalah sebagai berikut.

Pengukur Ketebalan dan Profil – Pengukur ini didasarkan pada teknologi x-ray dan bertujuan untuk mengukur ketebalan di garis tengah work piece. Pengukur jarang dipasang pada gerak bergerak dan dapat mengukur seluruh profil ketebalan di seluruh lebar coil. Biasanya satu sistem pengukuran ketebalan / profil dipasang di akhir stand terakhir di pabrik.

Sel Beban – Ini disediakan untuk mendapatkan pengukuran gaya giling yang mewakili sinyal pengukuran dasar untuk regulasi ketebalan HSM. Jika sel beban tidak disediakan, maka pengukuran sinyal gaya hidrolis yang dihasilkan oleh tekanan transmuder yang dipasang di silinder utama dapat digunakan sebagai ukuran alternatif.

Sel beban dalam beberapa kasus dipasang pada looper untuk mendapatkan pengukuran langsung dari tegangan strip antar stand. Juga dalam hal ini ukuran alternatif ditampilkan oleh sinyal gaya yang dihasilkan oleh tekanan transmuder yang dipasang di silinder hidrolis yang bertindak pada looper.

Gambar 3: Kontrol ketebalan di pabrik strip panas.

Ada beberapa fitur yang membedakan antara kontroler dasar dan kontroler eksternal. Kontroler dasar adalah kontroler yang bertanggung jawab untuk menerapkan referensi untuk aktuator fisik. Di sisi lain, kontroler eksternal adalah kontroler yang menghasilkan referensi untuk kontroler dasar untuk mencapai target yang diinginkan. Kontrol ketebalan dicapai melalui kontroler dasar berikut.

Kontrol Celah Hidrolis (HGC) – HGC dilakukan oleh kontroler yang menerima referensi celah dan mengukur celah yang datang dari encoder posisi yang ditempatkan di silinder hidrolis dan menghasilkan perintah servo-valve yang memang mengontrol aliran massa minyak yang menghasilkan gerakan silinder. Tentu saja, celah yang diukur dapat secara signifikan berbeda dari celah fisik stand karena peregangan elastis stand.

Kontroler Torsi (TC) – Kontroler torsi mengontrol torsi yang dihasilkan oleh dua gulungan. Kontroler ini menerima referensi torsi yang dihasilkan oleh 'torsi kontrol tegangan (TCT) controller yang bertujuan untuk menjaga konstannya tegangan gulungan / penggulungan strip.

Kontroler Kecepatan (SC) – Kontroler kecepatan bertanggung jawab untuk mengatur kecepatan stand. Tentu saja, untuk mencapai stabilitas giling, referensi kecepatan perlu dikoordinasikan dengan operasi lain dari pabrik giling.

Kontroler Torsi Hidrolis (HTC) – Kontroler torsi hidrolis bertanggung jawab untuk mengontrol torsi yang dihasilkan oleh looper.

Kontrol Gauge Otomatis

Sistem kontrol gauge otomatis (AGC) disediakan di HSM untuk tujuan mencapai ketebalan strip panas yang diinginkan. Ini adalah sistem untuk regulasi ketebalan. Untuk aplikasinya di HSM, AGC secara ketat memerlukan akuisisi peregangan untuk setiap stand. Akuisisi peregangan stand sangat penting dalam kasus HSM sementara dalam kasus pabrik giling dingin jauh lebih kurang penting.

Peregangan stand mewakili perilaku elastis dari struktur mekanis stand ketika gaya kompresi dihasilkan oleh silinder hidrolis utama (yaitu, silinder HGC). Karakteristik ini harus diketahui sebelumnya untuk menerapkan AGC di HSM dan untuk alasan ini suatu urutan kontrol yang sesuai diimplementasikan dan dieksekusi secara off-line, yaitu, sebelum giling, dikenal sebagai 'urutan akuisisi peregangan (SAS).

SAS diperoleh dengan memasang work roll dalam kontak dan memodifikasi secara linier referensi posisi untuk HGC dari nilai minimum ke nilai maksimal. Untuk setiap referensi posisi, gaya yang diukur oleh sel beban (atau oleh pengukuran gaya hidrolis HGC) dicatat untuk membangun karakteristik peregangan seperti yang digambarkan dalam Gambar 4. Rekaman dilakukan, pada umumnya, dua kali. Rekaman pertama dibuat dengan referensi posisi HGC yang meningkat (up readings) dan rekaman kedua dibuat dengan referensi posisi HGC yang menurun (down readings).

Perbedaan antara up readings dan down readings terkait dengan histeresis yang tidak signifikan dalam perilaku elastis stand. Akhirnya, kurva polinomial terbaik yang memuaskan persamaan berikut disimpan untuk melakukan tugas AGC. F dalam persamaan adalah gaya yang diukur.

Gambar 4: Karakteristik peregangan pabrik strip panas.

Perlu ditekankan bahwa akuisisi karakteristik peregangan 'peregangan' (F) dapat dimanfaatkan sepenuhnya selama giling untuk mendapatkan pengukuran tidak langsung dari ketebalan keluar work piece h karena persamaan h’ = S + F (peregangan) di mana h adalah ketebalan keluar strip untuk stand yang dipertimbangkan, h’ adalah estimasinya yang berasal dari persamaan sebelumnya, S adalah celah yang diukur untuk stand yang dipertimbangkan yang berasal dari encoder yang dipasang di silinder hidrolis, dan F adalah gaya giling yang diukur (dari sel beban atau dari tekanan HGC). Persamaan ini biasanya disebut sebagai 'persamaan pengukur gauge' dan sering disederhanakan dengan memperkenalkan yang disebut 'Mill Modulus', Mm dari stand, yaitu, konstanta elastis dari stand. Persamaan yang disederhanakan adalah h’ = S + F/Mm. Secara umum, implementasi konvensional AGC nyata didasarkan pada persamaan pertama, sementara, sintesis kontroler canggih berdasarkan model dapat mengeksploitasi versi linier yang diwakili oleh persamaan kedua.

AGC di HSM bertujuan untuk menjaga ketebalan strip konstan dengan bertindak pada referensi posisi untuk semua HGC dengan mengkompensasi berbagai fenomena, misalnya histeresis peregangan stand, variasi kekerasan material yang disebabkan oleh fluktuasi suhu material yang mungkin, dan sebagainya. Untuk melakukan ini, perlu dipertimbangkan bahwa kehadiran looper di antara satu stand dan stand berikutnya berarti bahwa regulasi yang dilakukan oleh satu stand tidak mempengaruhi regulasi yang dilakukan oleh stand berseberangan asalkan kontrol tegangan antar stand yang efektif dijamin oleh looper. Fakta ini mewakili alasan utama mengapa arsitektur kontrol AGC untuk pabrik strip panas dan pabrik giling dingin sangat berbeda.

AGC di HSM dicapai oleh beberapa kontroler eksternal yang bekerja sama selama giling. Secara khusus dua regulator bertanggung jawab untuk mengontrol looper. Ini dijelaskan di bawah ini.

Kontrol Looper oleh Torsi (LCT) – LCT mencapai regulasi tegangan antar stand dengan bertindak pada referensi torsi yang digunakan oleh HTC. Biasanya, LCT diisi oleh kesalahan tegangan yang dihasilkan oleh sel beban yang dipasang pada looper atau, alternatifnya, oleh estimasi tegangan antar stand yang berasal dari gaya hidrolis looper.

Kontrol Looper oleh Kecepatan (LCS) – LCS bertujuan untuk mengatur posisi sudut looper dengan bertindak pada referensi kecepatan stand aliran atas (yaitu, dengan bertindak pada referensi untuk SC yang bekerja pada stand aliran atas). Regulator ini juga disebut sebagai regulator aliran massa.

Regulasi ketebalan yang tepat dicapai dengan cara yang berbeda untuk stand intermediate dan stand akhir masing-masing. Dalam kenyataan, untuk stand intermediate pengukuran ketebalan langsung tidak tersedia dan oleh karena itu pengukuran ketebalan tidak langsung dicapai dari prinsip pengukur gauge seperti yang diberikan dalam dua persamaan di atas. Oleh karena itu, AGC yang ditampilkan dalam Gambar 4 terdiri dari dua regulator berikut.

Kontrol Gauge Absolut, Feed-Back via Gap (AGBG) – AGBG diterapkan pada semua stand intermediate yang tidak dilengkapi dengan perangkat pengukuran ketebalan langsung dan didasarkan pada prinsip pengukur gauge dan menghasilkan trim untuk referensi celah dari HGC yang sesuai. Kontroler ini juga bertanggung jawab untuk melakukan beberapa kompensasi feed forward yang terkait dengan variasi film minyak untuk bearing back-up roll, ekspansi termal work roll karena kontak dengan strip dan variasi diameter rol karena aus.

Kontrol Gauge Monitor, Feed-Back via Gap (MGBG) – MGBG bertujuan untuk menjaga ketebalan strip dari strip yang meninggalkan stand terakhir finishing mill sesuai dengan nilai target yang tepat dengan menggunakan feedback ketebalan yang datang dari x-ray yang terletak di keluar pabrik. Sinyal deviasi digunakan untuk memperbaiki referensi celah untuk HGC dari semua stand. Sebenarnya, algoritma khusus menentukan cara mendistribusikan koreksi di antara semua stand finishing. Namun, masalah utama dalam menerapkan MGBG adalah bahwa sangat perlu untuk mempertimbangkan penundaan transportasi antara x-ray dan stand yang menerapkan koreksi yang diperlukan.

Akhirnya, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3, LCT dapat menerima trim dari regulator AGBG untuk mengurangi interaksi antara LCT dan AGBG.

Speed Master

Kecepatan stand dan coilers perlu dikoordinasi untuk memastikan stabilitas pabrik. Ini dilakukan oleh feed-forward controller yang dikenal sebagai 'Speed Master'. Untuk mencegah masalah ketidakstabilan untuk proses giling panas, satu stand dipilih sebagai 'stand pivot' dan variasi kecepatan stand pivot dikompensasi dalam feed-forward melalui variasi kecepatan yang sesuai untuk stand lain. Untuk melakukan ini, dasar untuk mengetahui, seakurat mungkin, 'forward slip' (FS) untuk semua stand, yaitu, koefisien berikut yang mewakili hubungan antara 'kecepatan sudut' (As) motor stand dan kecepatan keluar strip (Vout). Ini direpresentasikan oleh persamaan FS = Vout / RAs, di mana R adalah radius work roll. Biasanya, koefisien FS diperkirakan melalui model matematis yang sesuai yang diinstal dalam sistem otomatisasi level 2 bersama dengan sensitivitasnya terhadap titik set tegangan dan kecepatan strip.

Kontrol Multivariabel yang Diterapkan untuk Finishing Mill

Selama beberapa tahun terakhir, teknologi kontrol canggih diterapkan dan sekarang dianggap sudah memadai dalam kontrol ketebalan di finishing mill HSM. Tujuan utamanya adalah untuk menyediakan kerangka multivariabel untuk mengintegrasikan kontroler utama yang bertindak dalam proses HSM (lebih tepatnya, AGBG, LCT, dan LCS) dalam satu kontroler yang mengurangi interferensi yang mungkin antara berbagai tugas dan memungkinkan tidak hanya untuk meningkatkan performa tetapi juga untuk mengurangi probabilitas terjadinya cobbles selama pengrealisasi ultra-thin gauges.

Kontrol multivariabel akibatnya diterapkan di stand intermediate untuk melakukan bersama-sama AGBG yang dicapai oleh stand tertentu (n-th) bersama dengan LCT/LCS yang diterapkan pada looper aliran hilir (Gambar 5). Satu alasan lain untuk menggunakan kontrol canggih adalah kebutuhan untuk memperkenalkan robustnes a priori tentang ketidakpastian yang mungkin terkait dengan pengetahuan peregangan stand: karena, mungkin untuk membuktikan bahwa kehadiran ketidakpastian yang kuat dalam pengetahuan modulus pabrik dapat menyebabkan ketidakstabilan AGBG. Di sisi lain, pengukuran peregangan dilakukan secara off-line dan tunduk pada variabilitas waktu bersama dengan aus stand.

Gambar 5: Aplikasi kontrol multivariabel di pabrik strip panas.