JPH0732023A - 熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法 - Google Patents
熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法Info
- Publication number
- JPH0732023A JPH0732023A JP5158414A JP15841493A JPH0732023A JP H0732023 A JPH0732023 A JP H0732023A JP 5158414 A JP5158414 A JP 5158414A JP 15841493 A JP15841493 A JP 15841493A JP H0732023 A JPH0732023 A JP H0732023A
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- Japan
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- looper
- control
- tension
- rolling mill
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間仕上圧延機のプロセスの安定化および非
干渉化並びにロバスト性とフォールトトランス性の実現
を図ることが可能なルーパー角度及び張力制御方法を提
供すること。 【構成】 仕上圧延機ルーパー高さ及び張力の制御を別
々の周期とし、ルーパー角度及びスタンド間張力の非干
渉制御とする熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパ
ー角度及び張力制御方法
干渉化並びにロバスト性とフォールトトランス性の実現
を図ることが可能なルーパー角度及び張力制御方法を提
供すること。 【構成】 仕上圧延機ルーパー高さ及び張力の制御を別
々の周期とし、ルーパー角度及びスタンド間張力の非干
渉制御とする熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパ
ー角度及び張力制御方法
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱間仕上圧延機の多周期
制御によるルーパー角度及び張力制御方法に関するもの
である。
制御によるルーパー角度及び張力制御方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、圧延機においては、自動板厚制御
として、ゲージメータ方式の板厚制御が広く普及し、高
い制御効率を挙げている。しかし、近年、深絞り用極低
炭素鋼のように、熱間仕上圧延において、板厚変動の生
じ易い材料の比率が増加することもあって、圧延機に対
する需要家の板厚要求精度が一層厳しくなっている。一
方、鉄鋼メーカーも歩留りを向上させる必要から、より
高度な板厚制御の実現が急がれているのが実状である。
そこで、圧延機の板厚はスタンド間張力を制御すること
によって変え得ることが経験的に判明している。熱延プ
ロセスの仕上タンデム圧延機には、従来よりスタンド間
にルーパーがある。熱延板厚制御では、各スタンドで圧
下制御が独立に作動することからスタンド間の張力が大
きく変化する。この変化をルーパーで吸収する。
として、ゲージメータ方式の板厚制御が広く普及し、高
い制御効率を挙げている。しかし、近年、深絞り用極低
炭素鋼のように、熱間仕上圧延において、板厚変動の生
じ易い材料の比率が増加することもあって、圧延機に対
する需要家の板厚要求精度が一層厳しくなっている。一
方、鉄鋼メーカーも歩留りを向上させる必要から、より
高度な板厚制御の実現が急がれているのが実状である。
そこで、圧延機の板厚はスタンド間張力を制御すること
によって変え得ることが経験的に判明している。熱延プ
ロセスの仕上タンデム圧延機には、従来よりスタンド間
にルーパーがある。熱延板厚制御では、各スタンドで圧
下制御が独立に作動することからスタンド間の張力が大
きく変化する。この変化をルーパーで吸収する。
【0003】一方、特開平2−18922号公報のよう
に、特に熱間圧延機において、板厚制御とベンディング
操作によるクラウン制御とが互いに干渉することなく、
良好な制御効果があるようにするための制御装置に関す
るものである。そのために、圧下力検出器からの信号と
ベンダ内圧力検出器からの信号を受けて圧下位置操作量
が板厚変動およびクラウン量変動に及ぼす影響とロール
ベンディング圧操作量が板厚変動およびクラウン量変動
に及ぼす影響を各々求め、これらの係数で形成される制
御変数行列と操作変数行列との影響係数行列の逆行列を
求め、それに操作変数行列を掛けて新たな操作変数行列
(△s* △r* )を算出し、この△s*の圧下位置操作
量として圧下位置操作量としてベンディング圧操作量演
算装置に出力する補償演算装置を設けたことにある。
に、特に熱間圧延機において、板厚制御とベンディング
操作によるクラウン制御とが互いに干渉することなく、
良好な制御効果があるようにするための制御装置に関す
るものである。そのために、圧下力検出器からの信号と
ベンダ内圧力検出器からの信号を受けて圧下位置操作量
が板厚変動およびクラウン量変動に及ぼす影響とロール
ベンディング圧操作量が板厚変動およびクラウン量変動
に及ぼす影響を各々求め、これらの係数で形成される制
御変数行列と操作変数行列との影響係数行列の逆行列を
求め、それに操作変数行列を掛けて新たな操作変数行列
(△s* △r* )を算出し、この△s*の圧下位置操作
量として圧下位置操作量としてベンディング圧操作量演
算装置に出力する補償演算装置を設けたことにある。
【0004】更には、従来の仕上圧延機ルーパー高さ及
び張力制御系について図4に示す。図4に示すように、
張力、ルーパー高さ制御系ではおよびの干渉項をr
1 、r2 及びTL1、TL2について非干渉化する必要があ
る。そのためにr1 、r2 についてはK2 、K3 のゲイ
ンで対応し、また、TL1、TL2についてはKf14〜Kf
16、Kf24〜Kf26で非干渉化を図ることが必要であ
る。
び張力制御系について図4に示す。図4に示すように、
張力、ルーパー高さ制御系ではおよびの干渉項をr
1 、r2 及びTL1、TL2について非干渉化する必要があ
る。そのためにr1 、r2 についてはK2 、K3 のゲイ
ンで対応し、また、TL1、TL2についてはKf14〜Kf
16、Kf24〜Kf26で非干渉化を図ることが必要であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平2−1
8922号公報のように、板厚制御とベンディング操作
によるクラウン制御とが互いに干渉することなく、相互
干渉を分離させ、干渉を打ち消す、いわゆる非干渉制御
を行うことは知られている。また、図4のように、例え
ば圧延プロセスでのルーパー高さ、張力制御方法におい
ては、ルーパー制御の方法として(i〜i+1)スタン
ド間張力とルーパー高さをいかなる外乱の下でも一定に
保つために、ルーパートルクモーターの電流と(i+
1)スタンドロール速度を同時に制御するものである。
このような2入力、2出力のプロセスにおいて、従来の
プロセス設計では同一周期の多入出力コントローラーを
構成する方法であるためにプロセスの内部の干渉の程度
を極めて正確に知っておかねば所要の制御特性を実現出
来ないという問題がある。
8922号公報のように、板厚制御とベンディング操作
によるクラウン制御とが互いに干渉することなく、相互
干渉を分離させ、干渉を打ち消す、いわゆる非干渉制御
を行うことは知られている。また、図4のように、例え
ば圧延プロセスでのルーパー高さ、張力制御方法におい
ては、ルーパー制御の方法として(i〜i+1)スタン
ド間張力とルーパー高さをいかなる外乱の下でも一定に
保つために、ルーパートルクモーターの電流と(i+
1)スタンドロール速度を同時に制御するものである。
このような2入力、2出力のプロセスにおいて、従来の
プロセス設計では同一周期の多入出力コントローラーを
構成する方法であるためにプロセスの内部の干渉の程度
を極めて正確に知っておかねば所要の制御特性を実現出
来ないという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】これらの問題を解消する
べく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、仕上圧延機ル
ーパー高さ及び張力制御を別々の制御周期にしたとき、
サブシステムを安定化することで全体の系が安定化さ
れ、かつ非干渉化やロバスト性が実現され、更にいずれ
か1つの制御が故障した場合でも、他の制御は、その影
響を受けないという特性を有する装置を提供することに
ある。その発明の要旨とするところは、仕上圧延機ルー
パー高さ及び張力の制御を別々の制御周期とし、ルーパ
ー角度及びスタンド間張力の非干渉制御とすることを特
徴とする熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角
度及び張力制御方法にある。
べく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、仕上圧延機ル
ーパー高さ及び張力制御を別々の制御周期にしたとき、
サブシステムを安定化することで全体の系が安定化さ
れ、かつ非干渉化やロバスト性が実現され、更にいずれ
か1つの制御が故障した場合でも、他の制御は、その影
響を受けないという特性を有する装置を提供することに
ある。その発明の要旨とするところは、仕上圧延機ルー
パー高さ及び張力の制御を別々の制御周期とし、ルーパ
ー角度及びスタンド間張力の非干渉制御とすることを特
徴とする熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角
度及び張力制御方法にある。
【0007】以下、本発明について図面に従って詳細に
説明する。図1は熱延プロセスの仕上タンデム圧延機で
のスタンド間ルーパーを示す説明図である。これは熱延
板厚制御では、各スタンドでロールギャップ制御が独立
に作動することから、スタンド間張力が大きく変化する
ことを吸収するためのものである。また、圧延中にはマ
スフロー(各スタンド出側板厚×板速度)は一定でなけ
ればならず、このルーパーの制御は最も重要なものであ
る。符号R1 はルーパアーム長であり、R2 はルーパロ
ール半径、H1 はルーパシャフトとパスライン高さ、θ
はルーパ設定角、Lはスタンド間距離、L1 (以下では
LSTDと記す)はスタンドとルーパシャフト間距離を
示す。また、板幅B、板厚h及びユニットテンションt
とすると、張力T=Bhtで示すことができる。
説明する。図1は熱延プロセスの仕上タンデム圧延機で
のスタンド間ルーパーを示す説明図である。これは熱延
板厚制御では、各スタンドでロールギャップ制御が独立
に作動することから、スタンド間張力が大きく変化する
ことを吸収するためのものである。また、圧延中にはマ
スフロー(各スタンド出側板厚×板速度)は一定でなけ
ればならず、このルーパーの制御は最も重要なものであ
る。符号R1 はルーパアーム長であり、R2 はルーパロ
ール半径、H1 はルーパシャフトとパスライン高さ、θ
はルーパ設定角、Lはスタンド間距離、L1 (以下では
LSTDと記す)はスタンドとルーパシャフト間距離を
示す。また、板幅B、板厚h及びユニットテンションt
とすると、張力T=Bhtで示すことができる。
【0008】図2はルーパー角度制御ループと主機速度
制御ループとのブロック図である。ルーパー制御の方法
においては、(i〜i+1)スタンド間張力とルーパー
高さを如何なる外乱の下でも一定に保つために、ルーパ
ートルクモーターの電流と(i+1)スタンドロール速
度を同時に制御するもので、代表的な2入力・2出力の
プロセスである。図2でわかるように、U1 からy1 ま
でのサブシステムが1つのまとまりであり、U2 からy
2 までが1つのまとまりと考えて良い。そこで干渉項を
βとα・E/LSTDと考えて、1つの制御でU1 →y
1 のサブシステムを安定化し、かつ他の制御でU2 →y
2 のサブシステムを安定化するものである。
制御ループとのブロック図である。ルーパー制御の方法
においては、(i〜i+1)スタンド間張力とルーパー
高さを如何なる外乱の下でも一定に保つために、ルーパ
ートルクモーターの電流と(i+1)スタンドロール速
度を同時に制御するもので、代表的な2入力・2出力の
プロセスである。図2でわかるように、U1 からy1 ま
でのサブシステムが1つのまとまりであり、U2 からy
2 までが1つのまとまりと考えて良い。そこで干渉項を
βとα・E/LSTDと考えて、1つの制御でU1 →y
1 のサブシステムを安定化し、かつ他の制御でU2 →y
2 のサブシステムを安定化するものである。
【0009】図3は本発明に係る多周期制御によるルー
パー角度とスタンド間張力非干渉制御システム構成図で
ある。図3の系でシュミレーションを行った結果、
r1 、r 2 にt=0でステップ入力を印加したときの応
答は、実際には干渉項があるにもかかわらず、完全に非
干渉化されている。また、全体系も完全に安定化されて
いる。ただし、UZ1 、UZ2 はそれぞれディジタルコ
ントローラーの出力値である。さらに、ロバスト安定性
については、プロセスの干渉項を構成する鋼板のヤング
率Eが20%変化したときの応答については、3ms制
御周期(U1 →y1)のルーパー高さ系では全く影響を
受けていないことがわかる。また、20ms制御周期の
ミル速度系では、少々オーバーシュートが見られるが、
X6 のループにヤング率Eが含まれることによるもので
ある。
パー角度とスタンド間張力非干渉制御システム構成図で
ある。図3の系でシュミレーションを行った結果、
r1 、r 2 にt=0でステップ入力を印加したときの応
答は、実際には干渉項があるにもかかわらず、完全に非
干渉化されている。また、全体系も完全に安定化されて
いる。ただし、UZ1 、UZ2 はそれぞれディジタルコ
ントローラーの出力値である。さらに、ロバスト安定性
については、プロセスの干渉項を構成する鋼板のヤング
率Eが20%変化したときの応答については、3ms制
御周期(U1 →y1)のルーパー高さ系では全く影響を
受けていないことがわかる。また、20ms制御周期の
ミル速度系では、少々オーバーシュートが見られるが、
X6 のループにヤング率Eが含まれることによるもので
ある。
【0010】次に外乱除去の特性について、ルーパーモ
ータ及びミル速度に外乱を入れたときの挙動を見ると、
ルーパーモータに外乱TL1を印加したとき(モーター定
格トルク)には3msのコントローラー(ループ系)に
よって外乱除去されており、ミル速度系への影響がな
い。また、ミル速度系に外乱TL2を印加したとき(制御
の10%外乱)の特徴的なものは、この制御を実施しな
かったときは外乱TL2→y2 →X2 →X3 →y3 という
干渉項のルートのため、インパクト応答がもっと悪化し
ていたのが、十分にy2 →X2 →X3 のルートが安定化
されている。この効果によって、干渉が(y1 の応答で
判断)大きく改善された。
ータ及びミル速度に外乱を入れたときの挙動を見ると、
ルーパーモータに外乱TL1を印加したとき(モーター定
格トルク)には3msのコントローラー(ループ系)に
よって外乱除去されており、ミル速度系への影響がな
い。また、ミル速度系に外乱TL2を印加したとき(制御
の10%外乱)の特徴的なものは、この制御を実施しな
かったときは外乱TL2→y2 →X2 →X3 →y3 という
干渉項のルートのため、インパクト応答がもっと悪化し
ていたのが、十分にy2 →X2 →X3 のルートが安定化
されている。この効果によって、干渉が(y1 の応答で
判断)大きく改善された。
【0011】また、フオールトトランス性については3
msのコントローラ、20msのコントローラを0.4
secのタイミングで出力を0にしたときの影響を見
る。そのときルーパーコントローラ(3ms)を0.4
secでダウンさせたときには、0.4secでUUZ
1 =0となっているが、コントローラの動作を示すため
にUZ1 を出したところ、偏差を確実に計算しているこ
とがわかる。y1 についてはX1 、X2 の減少によって
0に徐々に下がっている。しかし、その影響がy 2 には
現れていない。また、ミル速度コントローラ(20m
s)を0.4secでダウンさせたときは、全く影響を
受けていないことがわかる。しかし、βからの干渉項が
徐々に減少しているので、UZ1 の出力は0.65se
cで多少少なくなっている。y2 は徐々に0に減少して
いる。一応コントローラ内部変数は偏差を計算して上昇
していることがわかる。これらのシュミレーションから
制御周期を変えることによって、多入力、多出力の系を
各部分系に分割して簡単に設計出来ることが判明した。
msのコントローラ、20msのコントローラを0.4
secのタイミングで出力を0にしたときの影響を見
る。そのときルーパーコントローラ(3ms)を0.4
secでダウンさせたときには、0.4secでUUZ
1 =0となっているが、コントローラの動作を示すため
にUZ1 を出したところ、偏差を確実に計算しているこ
とがわかる。y1 についてはX1 、X2 の減少によって
0に徐々に下がっている。しかし、その影響がy 2 には
現れていない。また、ミル速度コントローラ(20m
s)を0.4secでダウンさせたときは、全く影響を
受けていないことがわかる。しかし、βからの干渉項が
徐々に減少しているので、UZ1 の出力は0.65se
cで多少少なくなっている。y2 は徐々に0に減少して
いる。一応コントローラ内部変数は偏差を計算して上昇
していることがわかる。これらのシュミレーションから
制御周期を変えることによって、多入力、多出力の系を
各部分系に分割して簡単に設計出来ることが判明した。
【0012】このようにして、コントローラーを別々の
周期にしたことにより、サブシステムを安定化すること
で全体系が安定化され、かつ非干渉化やロバスト化が実
現され、かつ、何れかのコントローラーに故障が発生し
た場合であっても、他のコントローラーは、その影響を
受けない、いわゆるフオールトトレランス性の実現を図
ることが出来た。
周期にしたことにより、サブシステムを安定化すること
で全体系が安定化され、かつ非干渉化やロバスト化が実
現され、かつ、何れかのコントローラーに故障が発生し
た場合であっても、他のコントローラーは、その影響を
受けない、いわゆるフオールトトレランス性の実現を図
ることが出来た。
【0013】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によって仕上
圧延機のプロセスの安定化及び非干渉化並びにロバスト
性の実現及びフオールトトランス性の実現を図ることが
出来る極めて優れた効果を奏するものである。
圧延機のプロセスの安定化及び非干渉化並びにロバスト
性の実現及びフオールトトランス性の実現を図ることが
出来る極めて優れた効果を奏するものである。
【図1】熱延プロセスの仕上タンデム圧延機でのスタン
ド間ルーパーを示す説明図、
ド間ルーパーを示す説明図、
【図2】ルーパー角度制御ループと主機速度制御ループ
とのブロック図、
とのブロック図、
【図3】本発明に係る多周期制御によるルーパー角度と
スタンド間張力非干渉制御システム構成図、
スタンド間張力非干渉制御システム構成図、
【図4】従来の仕上圧延機ルーパー高さ及び張力制御系
についての制御システム構成図である。
についての制御システム構成図である。
R1 ルーパアーム長 R2 ルーパロール半径 H1 ルーパシャフトとパスライン高さ θ ルーパ設定角 L スタンド間距離 L1 スタンドとルーパシャフト間距離
Claims (1)
- 【請求項1】 仕上圧延機ルーパー高さ及び張力の制御
を別々の周期とし、ルーパー角度及びスタンド間張力の
非干渉制御とすることを特徴とする熱間仕上圧延機の多
周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5158414A JPH0732023A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5158414A JPH0732023A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732023A true JPH0732023A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=15671240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5158414A Pending JPH0732023A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6619086B1 (en) | 2000-08-10 | 2003-09-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control system for tandem rolling mill |
| US10177389B2 (en) | 2012-11-09 | 2019-01-08 | United Technologies Corporation | Electrochemical device and method for controlling corrosion |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP5158414A patent/JPH0732023A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6619086B1 (en) | 2000-08-10 | 2003-09-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control system for tandem rolling mill |
| US10177389B2 (en) | 2012-11-09 | 2019-01-08 | United Technologies Corporation | Electrochemical device and method for controlling corrosion |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990803 |