專利名稱：用于軋件的影響裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于軋件的影響裝置的控制方法，
-其中控制裝置用控制指令如此控制影響裝置，使得該影響裝置根據(jù)所述控制指令來影響軋件，
-其中所述控制裝置結(jié)合通過所述影響裝置對軋件施加的影響實時檢測至少一個測量參量，所述測量參量依賴于所述軋件的第一特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值，
-其中所述控制裝置借助于軋件的對所述影響裝置中的過程進(jìn)行描繪的模型來求得與所檢測到的測量參量對應(yīng)的模型參量，
-其中所述模型包括基于數(shù)學(xué)物理的方程式的第一子模型，在使用該第一子模型的情況下能夠求得所述軋件的第一特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值，
其中所述模型包括基于數(shù)學(xué)物理的方程式的第二子模型，借助于該第二子模型能夠求得所述軋件的第二特性的在施加影響期間的時間上的演變，
-其中所述軋件的第一特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值依賴于所述軋件的第二特性的時間曲線或者說依賴于該軋件的第二特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值并且/或者所述測量參量除了依賴于所述第一特性的數(shù)值的依賴關(guān)系，也依賴于所述軋件的第二特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值，
-其中所述控制裝置借助于所述模型來求得所述軋件的第二特性的時間曲線、所述軋件的第一特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值并且在使用所述軋件的第二特性的所求得的時間曲線以及所述軋件的第一特性的在檢測所述測量參量的時刻的數(shù)值的情況下來求得模型參量。此外，本發(fā)明涉及一種控制程序，該控制程序包括機(jī)器代碼，所述機(jī)器代碼能夠直接由用于軋件的影響裝置的控制裝置來執(zhí)行并且通過所述控制裝置來執(zhí)行所述機(jī)器代碼這種情況使得所述控制裝置執(zhí)行這樣的控制方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于軋件的影響裝置的控制裝置，其中所述控制裝置如此構(gòu)成，使得其在運行中執(zhí)行這樣的控制方法。最后，本發(fā)明涉及一種用于軋件的影響裝置，該影響裝置由這樣的控制裝置來控制。
背景技術(shù)：
在帶材熱軋機(jī)列中制造軋件比如鋼時使用模型，用于尤其能夠預(yù)測材料特性比如組織結(jié)構(gòu)、相份額(Phasenanteile)和機(jī)械特性。所述模型比如可以用于在線或者離線確定用于帶材熱軋機(jī)列的控制指令。作為替代方案，可以純粹地預(yù)測所述特性。所述模型應(yīng)該盡可能地精確。因此有必要，在建立模型之后對其進(jìn)行檢驗并且對其進(jìn)行適配。所述適配借助于測量參量來進(jìn)行，將所述測量參量與對應(yīng)的模型參量進(jìn)行比較。對于有些模型來說，能夠容易地求得合適的測量參量。對于其它模型來說，較難并且部分地在現(xiàn)有技術(shù)中根本不知道在線求得所述對應(yīng)的測量參量。
一種開頭所提到的類型的控制方法比如從DE 10 2007 025 447 Al中得到公開。 對于已知的方法來說第一子模型是熱傳導(dǎo)模型，第二子模型是相變模型。在冷卻段中對鋼體積的狀態(tài)進(jìn)行模擬。在此以耦合方式求得用于第一子模型和第二子模型的可能的適配因數(shù)。在已知的方法的范圍內(nèi)，保存可能的用于所述適配因數(shù)的數(shù)值對。如果后來要影響其它的軋件，則重新求得可能的數(shù)值對。通過在這兩次影響過程中求得的數(shù)值對的比較，可以降低允許的數(shù)值對的量。在理想情況下，通過這種方式可以求得一個唯一的數(shù)值對，從而也就是說能夠明確求得用于所述第一和第二子模型的適配因數(shù)。但是，在許多情況下留有不可靠性，這在實際上是所述適配因數(shù)的在物理上正確的數(shù)值。因為尤其在許多情況下如此留有不可靠性，從而通過所述第二子模型的相反方法的不過在大小方面相同大小的誤差對所述第一子模型的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一些方案，借助于這些方案能夠正確地求得用于所述第二子模型的適配因數(shù)。該任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的控制方法得到解決。所述按本發(fā)明的控制方法的有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求2到10的主題。按本發(fā)明規(guī)定，通過以下方式來設(shè)計開頭所述類型的控制方法，即所述控制裝置
-要么根據(jù)所檢測到的測量參量的偏離所述模型參量的偏差雖然對所述第二子模型進(jìn)行適配，但是不對所述第一子模型進(jìn)行適配，
-要么通過成本函數(shù)的優(yōu)化不僅對所述第一子模型而且對所述第二子模型進(jìn)行適配， 但是其中除了所述測量參量的偏離所述模型參量的偏差，依賴于這種第一子模型的適配的處罰項(Strafterm)也輸入到所述成本函數(shù)中。所述按本發(fā)明的處理方式僅僅在表面上容易地將不可靠性轉(zhuǎn)移到所述第一子模型的適配中。因為在許多情況下可以根據(jù)其它的情況，也就是根據(jù)關(guān)于穿過所述影響裝置的軋件的與所述第二特性不同的附加信息來判斷，所述軋件的第二特性在檢測所述至少一個測量參量時是否具有預(yù)先確定的數(shù)值。因此可以這樣安排，即在這種情況下所述控制裝置根據(jù)所述測量參量的偏離模型參量的偏差僅僅對所述第一子模型而不對所述第二子模型進(jìn)行適配，并且只有在無法判斷所述軋件的第二特性在檢測所述至少一個測量參量時是否具有預(yù)先確定的數(shù)值時才對所述第二子模型進(jìn)行適配?？梢园磦€別情況的狀況對所述第一和第二子模型進(jìn)行最后所描述的可選的適配 (“如剛剛解釋的一樣”)。但是優(yōu)選的是，事先進(jìn)行所述第一子模型的適配。在此可選可以在線或離線進(jìn)行所述第一子模型的適配。在不依賴于是否對所述第一子模型進(jìn)行適配的情況下，優(yōu)選的是，在線進(jìn)行所述第二子模型的適配。所述按本發(fā)明的控制方法能夠用在不同設(shè)計方案中。比如可能的是，所述第一子模型包括熱傳導(dǎo)模型，借助于該熱傳導(dǎo)模型來模擬軋件的散發(fā)給其環(huán)境的熱傳導(dǎo)，并且該熱傳導(dǎo)模型作為第一特性提供軋件的溫度。作為替代方案或者補(bǔ)充方案，所述第一子模型可以包括軋制模型，借助于所述軋制模型對在軋制軋件時出現(xiàn)的軋制力和/或軋制力矩進(jìn)行模擬并且該軋制模型作為第一特性提供在軋制軋件時出現(xiàn)的軋制力和/或軋制力矩。作為其它的輸出參量，所述軋制模型比如可以提供在相應(yīng)的軋制過程中加入到軋件中的變形
能量°所述第二子模型比如可以包括相變模型，借助于該相變模型來模擬軋件的相變并且該相變模型作為第二特性提供軋件的相份額。在此相變模型已經(jīng)提供特別好的結(jié)果，對于所述相變模型來說在使用吉布斯自由焓的情況下模擬所述相變。作為替代方案或者補(bǔ)充方案，所述第二子模型可以包括組織模型，借助于該組織模型來模擬軋件的再結(jié)晶并且該組織模型作為第二特性提供所述軋件的組織結(jié)構(gòu)。所述模型參量以及與對應(yīng)的測量參量可以根據(jù)需要來選擇。所述測量參量至少不同于所述第二特性。除此以外，它也可以不同于所述第一特性。但是，在許多情況下它與所述第一特性對應(yīng)。后面還要對此進(jìn)行詳細(xì)探討。由于實時提供所檢測到的測量參量這個狀況，可以在線進(jìn)行所述第二子模型的適配。這種處理方式是優(yōu)選的。尤其(但不是僅僅)在在線對所述第二子模型進(jìn)行適配的情況下優(yōu)選的是，為所述控制裝置預(yù)先給定第一軋件的起始狀態(tài)和第一軋件的所期望的最終狀態(tài)并且所述控制裝置在使用所述模型的情況下求得控制指令。此外，所述任務(wù)通過一種開頭所述類型的控制程序得到解決，通過所述控制裝置來執(zhí)行該控制程序，這使得所述控制裝置執(zhí)行所述按本發(fā)明的控制方法。所述控制程序通常以機(jī)器可讀的形式保存在數(shù)據(jù)載體上。所述數(shù)據(jù)載體可以是所述控制裝置的組成部分。此外，所述任務(wù)通過一種開頭所述類型的控制裝置得到解決，該控制裝置如此構(gòu)成，使得其在運行中執(zhí)行按本發(fā)明的控制方法。最后，所述任務(wù)通過一種用于軋件的影響裝置得到解決，該影響裝置由按本發(fā)明的控制裝置來控制。


其它的優(yōu)點和細(xì)節(jié)從以下結(jié)合附圖對實施例所作的說明中獲得。附圖以原理圖示出如下
圖1是用于軋件的影響裝置的示意圖； 圖2和3是圖1的影響裝置的可能的設(shè)計方案； 圖4是流程圖5是控制技術(shù)的方框圖，并且圖6到9是流程圖。
具體實施例方式按照圖1，用于軋件2的影響裝置1由控制裝置3來控制。所述影響裝置1被軋件 2從中穿過。所述影響裝置1在軋件2穿過該影響裝置1的情況下影響軋件2。比如按圖2的影響裝置1可以構(gòu)造為軋機(jī)列。在這種情況下，所述影響裝置1具有至少一臺軋制機(jī)架4，在該軋制機(jī)架4中對軋件2進(jìn)行軋制。在多數(shù)情況下，根據(jù)圖2的示意圖存在著多臺軋制機(jī)架4，在所述軋制機(jī)架4中順序地對軋件2進(jìn)行軋制。作為替代方案，按圖3的影響裝置1可以構(gòu)造為用于軋件2的冷卻段。在這種情況下，在冷卻段中對軋件2進(jìn)行冷卻。在多數(shù)情況下，通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥5在量方面來調(diào)節(jié)， 向所述軋件2加載哪種量的冷卻劑6 (比如水)。所述控制裝置3如此構(gòu)成，使得其在運行中執(zhí)行用于所述影響裝置1的控制方法。 通常所述控制裝置3為此目的用保存在數(shù)據(jù)載體8中的控制程序7來編程，所述數(shù)據(jù)載體8 是所述控制裝置3的組成部分。比如所述數(shù)據(jù)載體8可以構(gòu)造為所述控制裝置3的硬盤。 當(dāng)然以機(jī)器可讀的形式來將所述控制程序7保存在數(shù)據(jù)載體8中。所述控制程序7按照圖1包括機(jī)器代碼9，該機(jī)器代碼9能夠直接由所述控制裝置 3來執(zhí)行。通過所述控制裝置3來執(zhí)行機(jī)器代碼9，這使得所述控制裝置3執(zhí)行所述控制方法。所述控制程序7可以以任意的方式已經(jīng)輸送給所述控制裝置3。在圖1中純示范性地示出了移動的數(shù)據(jù)載體10，在該移動的數(shù)據(jù)載體10上以機(jī)器可讀的形式保存了所述控制程序7。所述移動的數(shù)據(jù)載體10按照圖1的示意圖構(gòu)造為USB記憶棒。但是同樣可以使用其它任意的設(shè)計方案，比如構(gòu)造為CD-ROM或者構(gòu)造為SD存儲卡的設(shè)計方案。下面結(jié)合圖4對由所述控制裝置3執(zhí)行的控制方法進(jìn)行詳細(xì)解釋。在這方面也部分地參照圖1到3并且參照圖5。按照圖4，所述控制裝置3在步驟Sl中用控制指令A(yù)來控制所述影響裝置。由此實現(xiàn)這一點，即所述影響裝置1根據(jù)所述控制指令A(yù)來影響所述軋件2。在所述影響裝置1構(gòu)造為按圖2的軋機(jī)列的情況下，所述控制指令A(yù)比如引起這一點，即所述軋機(jī)列的各臺軋制機(jī)架4向軋件2加載相應(yīng)的軋制力F和軋制力矩M。在所述影響裝置1構(gòu)造為按圖3的冷卻段的情況下，所述控制裝置3比如可以如此控制所述冷卻段的各個調(diào)節(jié)閥5，使得所述調(diào)節(jié)閥5向所述軋件2加載確定的依賴于時間和位置的冷卻劑量變化曲線。也可以使用組合的處理方式。這一點尤其在將所述冷卻劑6-至少部分地-在軋制機(jī)架4之間施加到軋件2上時是可能的。相應(yīng)的處理方式作為這樣的處理方式在現(xiàn)有技術(shù)中為人所知。在此純示范性地參照US 7，310，981 B2。該處理方式作為這樣的處理方式不是本發(fā)明的主題。結(jié)合通過所述影響裝置1對軋件2施加的影響，所述控制裝置3在步驟S2中實時檢測至少一個測量參量F、M、T。后面還要詳細(xì)對所述測量參量F、M、T進(jìn)行探討。但是作為可能的測量參量，在此純示范性地對于所述軋機(jī)列涉及軋制力F、軋制力矩M和溫度T，對于所述冷卻段涉及軋件2的在離開冷卻段時的溫度T。所述控制裝置3按照圖5在內(nèi)部具有軋件2的模型11。該模型11描繪了所述影響裝置1中的過程。所述過程可以包括軋件2中的內(nèi)部的過程和/或軋件2的與影響裝置 1的相互作用。尤其按圖5的模型11包括第一和第二子模型12、13。所述子模型12、13基于數(shù)學(xué)物理的方程式尤其基于代數(shù)的方程式和/或微分方程式。在使用所述第一子模型12的情況下，所述控制裝置3可以求得所述軋件2的第一特性的在檢測測量參量F、Μ、T的時刻的數(shù)值?！霸谑褂谩那闆r下”這個概念應(yīng)該在廣義上來理解。這個概念意味著，所述第一子模型12至少參與用來求得所述第一特性的數(shù)值。 但是不應(yīng)該排除這樣的情況，即為求得所述第一特性額外地需要其它的元件和參量。尤其不應(yīng)該排除這樣的情況，即為求得相應(yīng)的數(shù)值除了所述第一子模型12，也考慮使用所述第二子模型13。此外可以這樣安排，即在使用所述第一子模型12的情況下(剛剛已經(jīng)定義了 “在使用…的情況下”這個概念)求得所述第一特性的時間曲線。若干實例如下
可以這樣安排，即所述第一子模型12對軋件2中的傳熱情況包括散發(fā)給環(huán)境的熱傳導(dǎo)進(jìn)行模擬。在這種情況下，所述第一子模型12是熱傳導(dǎo)模型。所述第一特性是軋件2的溫度T。在所述第一子模型12構(gòu)造為熱傳導(dǎo)模型的情況下，所述第一子模型12基于傅里葉的傳熱方程式和另一個描繪散發(fā)給環(huán)境的熱傳導(dǎo)的方程式。為求得軋件2的按照第一子模型12所預(yù)期的溫度T，必須迭代地以較小的時間間距(Zeitschritt)來解所述傳熱方程式和熱傳導(dǎo)方程式。因此，在這種情況下，有必要求得所述溫度T的時間曲線，即使后來僅僅需要一個唯一的溫度T也就是在檢測所述測量參量F、Μ、T的時刻的溫度。如果所述軋件2的在檢測測量參量F、M、T的時刻的溫度T下降到軋件2的相變溫度之下，那么在求取溫度T時此外必須時間正確地考慮到相變和在此自由釋放的能量。因此可能有必要的是，除了所述第一子模型12，考慮到至少另一個子模型13，也就是相變模型，借助于所述相變模型來模擬所述軋件2的相變。這樣的子模型13作為輸出參量提供所述軋件2的相份額，在此需要所述相份額用來求得在相變時釋放的能量。作為替代方案，所述相變模型可以求得所述相份額的變化。它可以是本發(fā)明意義上的第二子模型13。后面還要對此進(jìn)行探討。作為替代方案，所述第一子模型12比如可以是軋制模型，借助于該軋制模型來模擬在軋制軋件2時出現(xiàn)的軋制力F和/或軋制力矩M并且該軋制模型作為第一特性提供在軋制軋件2時出現(xiàn)的軋制力F和/或軋制力矩M。在這種情況下不必求得所述第一特性的時間曲線。但是，所述軋制模型12可以與熱傳導(dǎo)模型、相變模型和/或組織模型相耦合。上面已經(jīng)對所述熱傳導(dǎo)模型和相變模型進(jìn)行了解釋。組織模型則是一種模型，借助于該模型來模擬軋件2的再結(jié)晶并且該模型作為第二特性提供軋件2的組織結(jié)構(gòu)和隨之出現(xiàn)的材料強(qiáng)化。所述熱傳導(dǎo)模型、相變模型和/或組織模型可以是本發(fā)明意義上的第二子模型13。 后面還要對此進(jìn)行詳細(xì)探討。借助于所述第二子模型13能夠求得軋件2的第二特性的在施加影響期間的時間上的演變?！皶r間上的演變”這個概念意味著，從所述軋件2的相應(yīng)的當(dāng)前的狀態(tài)出發(fā)以較小的時間間距逐漸求得所述軋件2的第二特性的時間曲線。所述第二子模型13因此至少部分地基于微分方程式。如已經(jīng)提到的一樣，所述第二子模型13可以是相變模型或者組織模型。如果所述第一子模型12是軋制模型，那么所述第二子模型13也可以是熱傳導(dǎo)模型。按照圖4，所述控制裝置3在步驟S3中借助于模型11作為結(jié)果求得 -所述軋件2的第二特性的時間曲線，
-所述軋件2的第一特性的在檢測測量參量F、Μ、T的時刻的所預(yù)期的數(shù)值，并且 -在使用所述軋件2的第二特性的所求得的時間曲線和所述軋件2的第一特性的在檢測測量參量F、Μ、T的時刻的所預(yù)期的數(shù)值的情況下求得模型參量F’、Μ’、T’。如已經(jīng)提到的一樣，各個求取過程可以順序地但彼此分開地進(jìn)行。但是，在許多情況下，所述求取過程彼此相耦合。比如，如果出現(xiàn)相變，熱傳導(dǎo)模型(第一子模型12)和相變模型(第二子模型13)就彼此耦合，因而只能耦合地求得所述溫度T和相變的時間曲線。在其它情況下可能的是，首先分開地求得所述第二特性的時間曲線并且而后求得所述第一特性的數(shù)值并且最后根據(jù)所述第二特性的所求得的時間曲線和所述第一特性的數(shù)值來求得所述模型參量F’、Μ’、Τ’。所述模型參量F’、M’、T’可以與所述第一特性對應(yīng)。比如，所述第一子模型12可以是軋制模型并且所述模型參量F’、M’可以與特定的軋制過程的所預(yù)期的軋制力F’或者所預(yù)期的軋制力矩M’對應(yīng)。同樣所述第一子模型12可以是熱傳導(dǎo)模型并且所述模型參量 T’可以與所述軋件2的在離開影響裝置1時的所預(yù)期的溫度T’對應(yīng)。但是在不依賴于根據(jù)模型11所求得的模型參量F’、M’、T’是否與所述第一特性對應(yīng)的情況下，所述模型參量 F’、Μ’、T’與所述測量參量F、Μ、T對應(yīng)。所述模型參量F’、Μ’、T’是根據(jù)模型支持的求取過程作為測量參量F、Μ、T所預(yù)期的參量。所述測量參量F、M、T和相應(yīng)的模型參量F’、M’、T’以及所述第一和第二特性原則上可以任意選擇，只要滿足以下條件
-所述測量參量F、M、T必須依賴于所述軋件2的第一特性的在檢測測量參量F、M、T的時刻的數(shù)值。如果所述模型參量F’、M’、T’與所述第一特性對應(yīng)，那么通常就是這種情況。 但是也可能出現(xiàn)其它的情況。比如所述軋制力F和軋制力矩M (=可能的測量參量)依賴于溫度(=可能的第一特性)，但是不與溫度T相同。-所述測量參量F、Μ、T除了依賴于所述第一特性的數(shù)值的依賴關(guān)系，也必須依賴于所述軋件2的第二特性的數(shù)值。因此比如流動曲線(=軋制模型的核心特性)不僅僅依賴于溫度(=可能的第一特性)，而是也依賴于相位并且依賴于組織(=可能的第二特性)。-所述第一特性的在檢測測量參量F、M、T的時刻的數(shù)值必須依賴于所述第二特性的數(shù)值或者必須依賴于所述第二特性的時間曲線。因此，比如溫度演變和相變相互影響，從而只能一起但不是彼此獨立地求得所述兩種時間曲線。所述軋制力F (可能的第一特性)也依賴于軋件2的再結(jié)晶(可能的第二特性)。上面提到的三個條件中的第一個條件始終必須得到滿足。所提到的條件中的第二和第三個條件可以可選或者累積地得到滿足。按照圖4，所述控制裝置3在步驟S4中求得所檢測到的測量參量F、M、T的偏離對應(yīng)的模型參量F’、M’、T’的偏差。此外，所述控制裝置3在步驟S5中根據(jù)所述偏差求得用于所述第二子模型13的適配因數(shù)k2。該控制裝置3因此對所述第二子模型13進(jìn)行適配。 所述適配因數(shù)k2下面稱為第二適配因數(shù)，因為用其對所述第二子模型13進(jìn)行適配。從步驟S5出發(fā)，所述控制裝置3返回到步驟Si。在后來重新執(zhí)行步驟S3時，考慮到現(xiàn)在對所述第二子模型13進(jìn)行的適配。所述第一子模型12在步驟S5的范圍內(nèi)根本沒有由所述控制裝置3進(jìn)行適配。為了這種處理方式實現(xiàn)正確的結(jié)果，必須保證，所述第一子模型12-在模型精度的范圍內(nèi)-是正確的。接下來結(jié)合圖6來說明，如何能夠保證這一點。圖6建立在圖4的處理方式的基礎(chǔ)上。除了圖4的步驟Sl到S5，存在著步驟S6 到S8。在步驟S6中對關(guān)于穿過所述影響裝置1的軋件2的附加信息I進(jìn)行分析。所述附加信息I至少不同于軋件2的第二特性。所述附加信息I也可能不同于所述軋件2的第一特性。作為替代方案，所述附加信息可以與所述第一特性相一致。根據(jù)所述附加信息I來判斷，所述軋件2的第二特性在檢測測量參量F、Μ、T時是否具有預(yù)先確定的數(shù)值。根據(jù)是否滿足這個條件的情況，為一個邏輯變量OK分配相應(yīng)的邏輯的數(shù)值(WAHR(真)或者UNWAHR(假))。在步驟S7中檢查所述邏輯的變量OK的數(shù)值。按檢查的結(jié)果要么執(zhí)行步驟S5，要么執(zhí)行步驟S8。前面已經(jīng)對步驟S5進(jìn)行了解釋。在步驟S8中，所述控制裝置3僅僅對所述第一子模型12進(jìn)行適配，但是不對所述第二子模型13進(jìn)行適配。該控制裝置3因此在步驟S8 中與步驟S5相類似根據(jù)所述偏差來求得適配因數(shù)kl (下面稱為第一適配因數(shù)kl)，根據(jù)所述適配因數(shù)kl來對所述第一子模型12進(jìn)行適配?？梢赃@樣安排，即根據(jù)圖6的示意圖由所述控制裝置3自動地執(zhí)行步驟S6和S7。 作為替代方案可以這樣安排，即按照圖1由操作者14為所述控制裝置3預(yù)先給定相應(yīng)的決
定E0下面借助于實施例對圖6的處理方式也就是所述第一子模型12或第二子模型13 的可選的適配進(jìn)行詳細(xì)解釋。第一種實施例
所述軋件2應(yīng)該是鋼。在軋機(jī)列中(純示范性地比較圖2)對該軋件2進(jìn)行軋制。所述第一子模型12是軋制模型，所述第二子模型13則是相變模型。在此知道所述軋件2的在輸入到軋機(jī)列的第一軋制機(jī)架4中時的溫度。在此檢測所述軋機(jī)列的最后一臺軋制機(jī)架4 的后面的溫度，并且同樣知道該溫度。根據(jù)所檢測到的溫度，比如可以知道，整個軋制過程在奧氏體的范圍內(nèi)進(jìn)行。因此，可以“充分認(rèn)識地”假設(shè)，在整個軋制過程中不進(jìn)行相變，因而軋件2始終完全處于“奧氏體”狀態(tài)中。因此在步驟S8中可以根據(jù)所檢測到的軋制力F 和/或軋制力矩M (=同時第一特性和測量參量)和相應(yīng)的模型參量F’、M，來對所述軋制模型(=第一子模型12)進(jìn)行適配，因為在當(dāng)前所研究的軋件2的范圍內(nèi)所述相變模型(=第二子模型13)不起作用。否則，也就是說，如果所述軋件2的溫度低于鋼的相變溫度，則根據(jù)所述偏差在步驟S5中對所述相變模型進(jìn)行適配。第二種實施例
如此前一樣，但是存在這樣的差別，即所述軋制模型作為這樣的模型是正確的，但是額外地作為第一子模型12也包括組織模型。在這種情況下，所述組織模型相當(dāng)于所述第一子模型12。所述第一特性也就是組織結(jié)構(gòu)在這種情況下不同于所述模型參量F’、M’。如果所述軋件2在奧氏體的范圍內(nèi)被軋制，那就可以對所述組織模型進(jìn)行適配。如果進(jìn)行鐵素體的軋制，則對所述相變模型進(jìn)行適配。在存在著所述軋制模型、相變模型和組織模型的情況下，可以借助于同一個測量參量F、M甚至可以可選地對所有三個模型(軋制模型、組織模型和相變模型)進(jìn)行適配。因為所述軋件2的再結(jié)晶是兩次軋制過程之間的相份額、溫度和時間的函數(shù)。如果在奧氏體的范圍內(nèi)并且緩慢地對軋件2進(jìn)行軋制，那就可以“充分認(rèn)識地”假設(shè)，軋件2以奧氏體的狀態(tài)存在并且再結(jié)晶是完整的。因此不僅所述相變模型而且所述組織模型都不起作用。由此只能對軋制模型(=第一子模型12)進(jìn)行適配。在鐵素體的范圍內(nèi)進(jìn)行緩慢的軋制時，可以對所述相變模型(=所述第二子模型13之一)進(jìn)行適配。在奧氏體的范圍內(nèi)進(jìn)行較快的軋制時，可以對所述組織模型(=另一個第二子模型13)進(jìn)行適配。在鐵素體的范圍內(nèi)進(jìn)行較快的軋制時比如不進(jìn)行適配。
第三種實施例
軋件2-比如鋼-在軋機(jī)列-比如圖2的軋機(jī)列中-進(jìn)行軋制。所述第一子模型12是軋制模型，所述第二子模型13是組織模型。所述軋件2的在輸入到第一軋制機(jī)架4中時的溫度T是已知的。根據(jù)經(jīng)驗知道軋件2的大致的冷卻率。此外，所述軋制機(jī)架4彼此間的間距以及物料流量是已知的。作為結(jié)果，由此知道在各個軋制道次之間經(jīng)過的時間。如果說物料流量足夠地低并且軋件2的溫度T足夠地高，那就可以根據(jù)經(jīng)驗值“充分認(rèn)識地”假設(shè)，軋件2的再結(jié)晶在軋件2輸入到特定的軋制機(jī)架4中時“已經(jīng)結(jié)束很長時間”。因此可以“充分認(rèn)識地”假設(shè)，軋件2在完全再結(jié)晶的情況下輸入到相應(yīng)的軋制機(jī)架4中。因此在步驟S8中可以根據(jù)所檢測到的軋制力F和/或軋制力矩M (=同時測量參量和第一特性) 來對所述軋制模型(=第一子模型12)進(jìn)行適配，因為在所研究的軋制道次的范圍內(nèi)所述組織模型(=第二子模型13)不起作用。如果相反對軋件2進(jìn)行快速的軋制，那就可以對所述組織模型進(jìn)行適配。第四種實施例
所述軋件2又應(yīng)該是鋼。該軋件2在冷卻段中-比如在圖3的冷卻段中-進(jìn)行冷卻。 所述第一子模型12是熱傳導(dǎo)模型，所述第二子模型13是相變模型。軋件2的在輸入到冷卻段中的溫度是已知的或者得到檢測。在此檢測軋件2的在該軋件2從冷卻段中出來時的溫度T。該溫度T通常低于軋件2的相變溫度。根據(jù)軋件2的合金特性和軋件2的在冷卻段中的停留持續(xù)時間可以判斷，軋件2是否在冷卻段中進(jìn)行的冷卻過程中完全轉(zhuǎn)變(奧氏體份額=零)。如果是這種情況，那就可以在步驟S8中對所述熱傳導(dǎo)模型(=第一子模型12) 進(jìn)行適配，因為所述相變模型(=第二子模型13)在所研究的軋件2的范圍內(nèi)不起作用。否則可以對所述相變模型進(jìn)行適配。也可以考慮上面提到的處理方式的組合。比如所述模型11可以包括所有四個上面提到的子模型12、13，也就是軋制模型、組織模型、相變模型和熱傳導(dǎo)模型。作為測量參量F、Μ、T，尤其考慮軋制機(jī)架4的軋制力F和軋制力矩M以及軋件2的在軋機(jī)列的出口側(cè)的溫度T。如果在這樣的情況下在奧氏體范圍內(nèi)緩慢地對軋件2進(jìn)行軋制，那就可以根據(jù)產(chǎn)生的軋制力F和/或軋制力矩M以及產(chǎn)生的溫度T來對軋制模型和熱傳導(dǎo)模型進(jìn)行適配。 這兩個模型在這種情況下是本發(fā)明的意義上的第一子模型12。因為由于緩慢的軋制所述組織模型(所述第二子模型13之一)不起作用，由于奧氏體的軋制所述相變模型(=另一個第二子模型13)不起作用。如果相反在奧氏體的范圍內(nèi)進(jìn)行較快的軋制，那么由于產(chǎn)生的變化的軋制力F和/或軋制力矩M而可以對所述組織模型進(jìn)行適配。在進(jìn)行緩慢的鐵素體的軋制時，可以根據(jù)產(chǎn)生的軋制力F、軋制力矩M和溫度T對所述相變模型進(jìn)行適配。在進(jìn)行較快的鐵素體的軋制時，可以對所述相變模型和組織模型進(jìn)行適配，優(yōu)選根據(jù)所檢測到的溫度對所述相變模型進(jìn)行適配，優(yōu)選根據(jù)所檢測到的軋制力F和軋制力矩M對所述組織模型進(jìn)行適配。從上面的解釋中可以清楚地知道，根據(jù)圖7的示意圖有利的是，事先對所述第一子模型12進(jìn)行適配。第一子模型12的適配，因為其系事先進(jìn)行，所以作為替代方案可以在線或者離線進(jìn)行。相反，所述第二子模型13應(yīng)該根據(jù)圖7的示意圖優(yōu)選在線進(jìn)行適配?！霸诰€”這個概念意味著，在通過所述控制裝置3連續(xù)地控制所述影響裝置1的同時來分析實時檢測到的測量值F、M、T。與此相反，在進(jìn)行離線的分析時，所述分析則與連續(xù)的運行分離。
就至此所作的解釋而言，在對所述第二子模型13進(jìn)行適配時僅僅對所述第二子模型13進(jìn)行適配。在此根本沒有結(jié)合所述第二子模型13的適配來對所述第一子模型12 進(jìn)行適配。但是也可以稍微地對所述第一子模型12進(jìn)行適配。在這種情況下，圖4和6的步驟S5被步驟S9和SlO所取代，參見圖8。在步驟S9中，所述控制裝置3求得成本函數(shù) K。首先所述測量參量F、Μ、T的偏離所述模型參量F’、Μ’、T’的偏差輸入到所述成本函數(shù) K中。此外，處罰項(Strafterm)輸入到所述成本函數(shù)K中，該處罰項依賴于這種第一子模型12的適配。所述成本函數(shù)K因而由兩個子函數(shù)ΚΙ、K2所組成，其中
-所述子函數(shù)Kl依賴于所述測量參量F、M、T的偏離對應(yīng)的模型參量F’、M’、T’的偏差的量，并且，
-所述第二子函數(shù)Κ2依賴于這種第一適配因數(shù)kl的變化的量。通常所述子函數(shù)K1、K2是相應(yīng)的數(shù)值的平方或更高的乘方。在步驟SlO中，所述控制裝置3求得相應(yīng)的適配因數(shù)kl、k2，對于所述適配因數(shù) kl、k2來說所述成本函數(shù)K具有其最小的值。這些值作為相應(yīng)的適配因數(shù)kl、k2被接受。為了利用軋件2的借助于模型11所求得的第一和第二特性，可以使用不同的情況方案。因此比如可以在不依賴于模型11的情況下求得控制指令A(yù)。在這種情況下，所述模型11僅僅訓(xùn)練用于可能的后來的控制干預(yù)并且/或者用于預(yù)測軋件2的特性。與此相反， 更好的是，所述模型11給到控制指令A(yù)的求取過程中。在這種情況下，借助于模型11為多個可能的控制指令求得軋件2的相應(yīng)的第一和第二特性。相應(yīng)的控制指令A(yù)用于控制所述影響裝置1，對于所述相應(yīng)的控制指令A(yù)來說軋件2的所產(chǎn)生的特性盡可能好地與軋件2的所期望的額定特性相一致。圖9簡化地示出了一種可能的處理方式。按照圖9，所述控制裝置3比如在步驟Sll中接受軋件2的起始狀態(tài)Z。所述起始狀態(tài)ζ描繪了在通過所述影響裝置1進(jìn)行影響之前的軋件2。在步驟S12中，所述控制裝置3接受軋件2的所期望的最終狀態(tài)Z*。所述最終狀態(tài)Z*涉及所述軋件2在所述影響裝置1中進(jìn)行影響之后應(yīng)該具有的狀態(tài)。所述最終狀態(tài)Z*至少另外包括軋件2的能夠借助于軋制模型11和/或附加模型12來求得的特性。在步驟S13中，所述控制裝置3-即使僅僅暫時地-確定控制指令A(yù)。在步驟S14 中所述控制裝置3在使用軋制模型11和附加模型12的情況下求得軋件2的在所述影響裝置1中進(jìn)行影響之后的所預(yù)期的特性。在步驟S15中，所述控制裝置3求得邏輯的變量0K。該邏輯的變量OK當(dāng)且僅當(dāng)在步驟S14中求得的所預(yù)期的特性-在允許的公差的范圍內(nèi)-與在步驟S12中所接受的通過最終狀態(tài)Z*確定的所期望的特性相一致時才具有數(shù)值“WAHR (真)”。否則所述邏輯的變量 OK具有數(shù)值“UNWAHR (假)”。在步驟S16中對所述邏輯的變量OK的數(shù)值進(jìn)行檢查。如果所述邏輯的變量OK具有數(shù)值“UNWAHR (假)”，那么所述控制裝置3就轉(zhuǎn)到步驟S17。在步驟S17中所述控制裝置 3改變控制指令A(yù)。而后該控制裝置3就返回到步驟S14。相反，如果所述邏輯的變量OK具有數(shù)值“WAHR (真)”，那就用現(xiàn)在最終的控制指令A(yù)來控制所述影響裝置1。相應(yīng)的步驟在圖9中有意地用附圖標(biāo)記Sl來表示，因為該步驟也相當(dāng)于圖4和6的步驟Si。本發(fā)明具有許多優(yōu)點。尤其本發(fā)明從復(fù)雜性方面來講與在現(xiàn)有技術(shù)中所采取的處理方式相類似，但是本發(fā)明顯示出優(yōu)越的結(jié)果。 上面的描述僅僅用于解釋本發(fā)明。而本發(fā)明的保護(hù)范圍只應(yīng)該通過隨附的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.用于軋件(2)的影響裝置(1)的控制方法，-其中控制裝置(3)用控制指令(A)來控制所述影響裝置(1 )，使得所述影響裝置(1) 根據(jù)所述控制指令(A)來影響軋件(2)，-所述控制裝置(3)結(jié)合通過所述影響裝置(1)對軋件(2)產(chǎn)生的影響來實時檢測至少一個測量參量(F、Μ、T)，所述測量參量(F、Μ、T)依賴于所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值，-其中所述控制裝置(3)借助于軋件(2)的對所述影響裝置(1)中的過程進(jìn)行描繪的模型(11)來求得與所檢測到的測量參量(F、Μ、T)對應(yīng)的模型參量(F’、Μ’、T’)，-其中所述模型(11)包括基于數(shù)學(xué)物理的方程式的第一子模型(12)，在使用該第一子模型(12)的情況下能夠求得所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、Μ、T)的時刻的數(shù)值，-其中所述模型(11)包括基于數(shù)學(xué)物理的方程式的第二子模型(13)，借助于該第二子模型(13)能夠求得所述軋件(2)的第二特性的在施加影響(1)期間的時間上的演變，-其中所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值依賴于所述軋件(2)的第二特性的時間曲線或者說依賴于該軋件(2)的第二特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值并且/或者所述測量參量(F、M、T)除了依賴于所述第一特性的數(shù)值的依賴關(guān)系，也依賴于所述軋件(2)的第二特性的在檢測所述測量參量(F、Μ、T)的時刻的數(shù)值，-其中所述控制裝置(3)借助于所述模型(11)來求得所述軋件(2)的第二特性的時間曲線、所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值，并且在使用所述軋件(2)的第二特性的所求得的時間曲線以及所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值的情況下來求得模型參量(F’、M’、T’)， -其中所述控制裝置(3)一要么根據(jù)所檢測到的測量參量(F、M、T)的偏離所述模型參量(F’、M’、T’)的偏差雖然對所述第二子模型(13)進(jìn)行適配，但是不對所述第一子模型(12)進(jìn)行適配，-要么通過成本函數(shù)(K)的優(yōu)化不僅對所述第一子模型(12)而且對所述第二子模型 (13)進(jìn)行適配，除了所述測量參量(F、M、T)的偏離所述模型參量(F’、M’、T’)的偏差，依賴于這種第一子模型(12)的適配的處罰項(K2)也輸入到所述成本函數(shù)(K)中。
2.按權(quán)利要求1所述的控制方法， 其特征在于，-根據(jù)關(guān)于穿過所述影響裝置(1)的軋件(2)的與所述第二特性不同的附加信息(I)來判斷，所述軋件(2)的第二特性在檢測所述至少一個測量參量(F、Μ、T)時是否具有預(yù)先確定的數(shù)值，-在肯定的情況下所述控制裝置(3)根據(jù)所述測量參量(F、M、T)的偏離模型參量(F’、 Μ’、T’)的偏差僅僅對所述第一子模型(12)但不對所述第二子模型(13)進(jìn)行適配，并且 -只有在否定的情況下所述控制裝置(3)才進(jìn)行所述第二子模型(13)的適配。
3.按權(quán)利要求2所述的控制方法， 其特征在于，事先進(jìn)行所述第一子模型(12)的適配。
4.按權(quán)利要求1、2或3所述的控制方法， 其特征在于，在線進(jìn)行所述第二子模型(13)的適配。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項所述的控制方法， 其特征在于，所述第一子模型(12)包括熱傳導(dǎo)模型，借助于該熱傳導(dǎo)模型來模擬所述軋件(2)的散發(fā)給其環(huán)境的熱傳導(dǎo)并且該熱傳導(dǎo)模型作為第一特性提供所述軋件(2)的溫度(T’)。
6.按權(quán)利要求1到4中任一項所述的控制方法， 其特征在于，所述第一子模型(12)包括軋制模型，借助于該軋制模型來模擬在軋制軋件(2)時出現(xiàn)的軋制力(F’ )和/或軋制力矩(M’)，并且該軋制模型作為第一特性提供在軋制軋件(2)時出現(xiàn)的軋制力(F，)和/或軋制力矩(M’)。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項所述的控制方法， 其特征在于，所述第二子模型(13)包括相變模型，借助于該相變模型來模擬軋件(2)的相變并且該相變模型作為第二特性提供所述軋件(2)的相份額。
8.按權(quán)利要求1到6中任一項所述的控制方法， 其特征在于，所述第二子模型(13)包括組織模型，借助于該組織模型來模擬軋件(2)的再結(jié)晶并且該組織模型作為第二特性提供所述軋件(2 )的組織結(jié)構(gòu)。
9.按上述權(quán)利要求中任一項所述的控制方法， 其特征在于，借助于模型(11)來求得的模型參量(F’、Μ’、T’)與所述第一特性對應(yīng)。
10.按上述權(quán)利要求中任一項所述的控制方法， 其特征在于，為所述控制裝置(3)預(yù)先給定了第一軋件(2)的起始狀態(tài)(Z)和第一軋件(2)的所期望的最終狀態(tài)(Z*)，并且所述控制裝置(3)在使用所述模型(11)的情況下求得控制指令(A)。
11.包括機(jī)器代碼(9)的控制程序，所述機(jī)器代碼(9 )能夠直接由用于軋件(2 )的影響裝置(1)的控制裝置(3)來執(zhí)行并且通過所述控制裝置(3)來執(zhí)行所述機(jī)器代碼(9)這一過程使得所述控制裝置(3)執(zhí)行按上述權(quán)利要求中任一項所述的控制方法。
12.按權(quán)利要求11所述的控制程序，其特征在于，該控制程序以機(jī)器可讀的形式保存在數(shù)據(jù)載體(8、10 )上。
13.按權(quán)利要求12所述的控制程序，其特征在于，所述數(shù)據(jù)載體(8 )是所述控制裝置的組成部分。
14.用于軋件(2)的影響裝置(1)的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置如此構(gòu)成，使得其在運行中執(zhí)行按權(quán)利要求1到10中任一項所述的控制方法。
15.用于軋件(2)的影響裝置，其特征在于，其由按權(quán)利要求14所述的控制裝置(3 )來控制。
全文摘要
控制裝置(3)如此控制影響裝置(1)，使得該影響裝置(1)相應(yīng)地影響軋件(2)。所述控制裝置(3)結(jié)合對軋件(2)的影響實時檢測至少一個測量參量(F、M、T)，所述測量參量(F、M、T)依賴于所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值。所述控制裝置(3)借助于軋件(2)的對所述影響裝置(1)中的過程進(jìn)行描繪的模型(11)來求得相應(yīng)的模型參量(F’、M’、T’)。所述模型(11)包括基于數(shù)學(xué)物理的方程式的第一子模型(12)，在使用該第一子模型(12)的情況下能夠求得所述第一特性的數(shù)值。所述模型(11)包括基于數(shù)學(xué)物理的方程式的第二子模型(13)，借助于該第二子模型(13)能夠求得所述軋件(2)的第二特性的在施加影響期間的時間上的演變。所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值依賴于所述軋件(2)的第二特性的時間曲線或者說依賴于該軋件(2)的第二特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值并且/或者所述測量參量(F、M、T)除了依賴于所述第一特性的數(shù)值的依賴關(guān)系，也依賴于所述軋件(2)的第二特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值。所述控制裝置(3)借助于所述模型(11)來求得所述軋件(2)的第二特性的時間曲線、所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值并且在使用所述軋件(2)的第二特性的所求得的時間曲線以及所述軋件(2)的第一特性的在檢測所述測量參量(F、M、T)的時刻的數(shù)值的情況下來求得模型參量(F’、M’、T’)。所述控制裝置(3)根據(jù)所檢測到的測量參量(F、M、T)的偏離所述模型參量(F’、M’、T’)的偏差雖然對所述第二子模型(13)進(jìn)行適配，但是不對所述第一子模型(12)進(jìn)行適配或者通過成本函數(shù)(K1)的優(yōu)化不僅對所述第一子模型(12)而且對所述第二子模型(13)進(jìn)行適配，但是其中除了所述測量參量(F、M、T)的偏離所述模型參量(F’、M’、T’)的偏差，依賴于這種第一子模型(12)的適配的處罰項(K2)也輸入到所述成本函數(shù)(K)中。
文檔編號B21B37/00GK102473003SQ201080030875
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者勒夫勒 H-U., 魏因齊爾 K. 申請人:西門子公司