JPH0734929B2 - 連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法 - Google Patents
連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法Info
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- JPH0734929B2 JPH0734929B2 JP2313367A JP31336790A JPH0734929B2 JP H0734929 B2 JPH0734929 B2 JP H0734929B2 JP 2313367 A JP2313367 A JP 2313367A JP 31336790 A JP31336790 A JP 31336790A JP H0734929 B2 JPH0734929 B2 JP H0734929B2
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- stand
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- amount
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は、圧延材の板厚及びスタンド間張力を制御する
連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法に係
り、特に、ミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用
いて、連続式圧延機のスタンド間に配置されたルーパの
高さを一定に保ちつつ、出側板厚及びスタンド間張力を
所望値に制御する連続式圧延機の板厚及びスタンド間張
力制御方法に関する。
連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法に係
り、特に、ミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用
いて、連続式圧延機のスタンド間に配置されたルーパの
高さを一定に保ちつつ、出側板厚及びスタンド間張力を
所望値に制御する連続式圧延機の板厚及びスタンド間張
力制御方法に関する。
連続式圧延機においては、出側板厚偏差を修正する板厚
制御が機能すると、圧延機間のマスフローバランスが崩
れるためにスタンド間に過大な張力変動が発生し、幅不
良や通板性不良を引き起こすことがある。従って、出側
板厚変動を抑制するためには、高い張力制御性を実現す
ることが必要となり、従来から張力制御方式の改善が行
われてきた、 例えば、1985年、第36回塑生加工練合講演会資料、145
『熱間仕上圧延機における最適マスフロー制御』（文献
１）においては、圧延機における入側と出側との材料速
度変化を零とするためのミル速度条件式（１）を導き、
圧延機における入側と出側との板厚偏差に起因する張力
変化を抑制する技術が開示されている。 ΔVRi/VRi＝ΔVRi+1/VRi+1+Δhi+1/hi+1-ΔHi+1/Hi+1+
Δfi+1/(1+fi+1)-Δfi/(1+fi) …（１） ここで、VR：ミル速度 H :入側板厚 h :出側板厚 f :先進率 i :スタンドNo. 又、1987年、塑性加工春季講演会資料、219『ホットス
トリップミル仕上圧延機におけるルーパ最適多変数制御
の開発』（文献２）においては、スタンド間張力、ルー
パ角度及びルーパ電動機回転数を状態変数とし、ミル速
度基準修正量とルーパ電動機回転数基準修正量を入力変
数とする状態方程式及びスタンド間張力、ルーパ角度を
出力変数とする出力方程式を設定し、前記入力変数及び
出力変数の２次形式時間積分で表わした評価関数を最小
にするミル速度基準修正量及びルーパ電動機回転数基準
修正量を演算、出力することにより、ルーパ角度とスタ
ンド間張力の相互干渉を抑制しつつ、スタンド間張力及
びルーパ角度の制御性能の向上を実現する技術が開示さ
れている。 又、特公昭59-44129には、ルーパのトルク制御装置及び
ミル速度制御装置よりなる張力制御装置を用いて、ルー
パの角度偏差、角速度偏差、スタンド間張力偏差及びス
タンド間板速度差偏差を状態変数とし、又、ルーパ駆動
トルク基準偏差及びスタンド間板速度差基準偏差を操作
変数とする張力制御系の状態方程式、並びに、それらの
偏差の２次形式の時間積分値で表わした評価関数を設定
し、上記ルーパの角度偏差、角速度偏差、スタンド間張
力偏差及びスタンド間板速度差偏差を検出して上記評価
関数を最小にする操作変数の値を求め、そのルーパ駆動
トルク基準偏差及びスタンド間板速度差基準偏差の量だ
け各制御装置の基準を補正することによって、前記ルー
パの角度偏差、角速度偏差、スタンド間張力偏差及びス
タンド間板速度差偏差をルーパトルク制御装置及びミル
速度制御装置にフィードバックして、ルーパ角度を一定
に保ちつつ、スタンド間張力を所望値に制御するように
したものが開示されている。
制御が機能すると、圧延機間のマスフローバランスが崩
れるためにスタンド間に過大な張力変動が発生し、幅不
良や通板性不良を引き起こすことがある。従って、出側
板厚変動を抑制するためには、高い張力制御性を実現す
ることが必要となり、従来から張力制御方式の改善が行
われてきた、 例えば、1985年、第36回塑生加工練合講演会資料、145
『熱間仕上圧延機における最適マスフロー制御』（文献
１）においては、圧延機における入側と出側との材料速
度変化を零とするためのミル速度条件式（１）を導き、
圧延機における入側と出側との板厚偏差に起因する張力
変化を抑制する技術が開示されている。 ΔVRi/VRi＝ΔVRi+1/VRi+1+Δhi+1/hi+1-ΔHi+1/Hi+1+
Δfi+1/(1+fi+1)-Δfi/(1+fi) …（１） ここで、VR：ミル速度 H :入側板厚 h :出側板厚 f :先進率 i :スタンドNo. 又、1987年、塑性加工春季講演会資料、219『ホットス
トリップミル仕上圧延機におけるルーパ最適多変数制御
の開発』（文献２）においては、スタンド間張力、ルー
パ角度及びルーパ電動機回転数を状態変数とし、ミル速
度基準修正量とルーパ電動機回転数基準修正量を入力変
数とする状態方程式及びスタンド間張力、ルーパ角度を
出力変数とする出力方程式を設定し、前記入力変数及び
出力変数の２次形式時間積分で表わした評価関数を最小
にするミル速度基準修正量及びルーパ電動機回転数基準
修正量を演算、出力することにより、ルーパ角度とスタ
ンド間張力の相互干渉を抑制しつつ、スタンド間張力及
びルーパ角度の制御性能の向上を実現する技術が開示さ
れている。 又、特公昭59-44129には、ルーパのトルク制御装置及び
ミル速度制御装置よりなる張力制御装置を用いて、ルー
パの角度偏差、角速度偏差、スタンド間張力偏差及びス
タンド間板速度差偏差を状態変数とし、又、ルーパ駆動
トルク基準偏差及びスタンド間板速度差基準偏差を操作
変数とする張力制御系の状態方程式、並びに、それらの
偏差の２次形式の時間積分値で表わした評価関数を設定
し、上記ルーパの角度偏差、角速度偏差、スタンド間張
力偏差及びスタンド間板速度差偏差を検出して上記評価
関数を最小にする操作変数の値を求め、そのルーパ駆動
トルク基準偏差及びスタンド間板速度差基準偏差の量だ
け各制御装置の基準を補正することによって、前記ルー
パの角度偏差、角速度偏差、スタンド間張力偏差及びス
タンド間板速度差偏差をルーパトルク制御装置及びミル
速度制御装置にフィードバックして、ルーパ角度を一定
に保ちつつ、スタンド間張力を所望値に制御するように
したものが開示されている。
しかしながら、前記文献１の（１）式によるマスフロー
バランスの補償方式では、（１）式のモデル式精度が制
御性能を決定するが、全ての圧延材料について高いモデ
ル式精度を確保するのは難しい。又、一般に圧下制御装
置とミル速度制御装置とでは、圧下制御装置の方が動作
速度が速いにも関わらず、（１）式では、ミル速度制御
装置と圧下制御装置の動作特性の差を考慮していないた
め、過渡特性を含めた効率の良い補償はできない。 又、前記文献２の方法では、スタンド間張力の変動を発
生させる最大の原因である板厚制御系からの影響を考慮
していないため、板厚制御により発生するマスフローバ
ランスの乱れを補償するには、高い張力制御性を実現し
ておく必要がある。その結果、必然的に高い制御ゲイン
を使用せざるを得ず、それがハンチング等の原因となる
ことがある。 又、前記特公昭59-44129の方法は、スタンド間張力を所
望値に制御することを目的としており、スタンド間張力
と板厚を同時に制御するものではない。 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、スタンド間張力と出側板厚の変動を同時に抑制する
ことが可能な連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制
御方法を提供することを課題とする。
バランスの補償方式では、（１）式のモデル式精度が制
御性能を決定するが、全ての圧延材料について高いモデ
ル式精度を確保するのは難しい。又、一般に圧下制御装
置とミル速度制御装置とでは、圧下制御装置の方が動作
速度が速いにも関わらず、（１）式では、ミル速度制御
装置と圧下制御装置の動作特性の差を考慮していないた
め、過渡特性を含めた効率の良い補償はできない。 又、前記文献２の方法では、スタンド間張力の変動を発
生させる最大の原因である板厚制御系からの影響を考慮
していないため、板厚制御により発生するマスフローバ
ランスの乱れを補償するには、高い張力制御性を実現し
ておく必要がある。その結果、必然的に高い制御ゲイン
を使用せざるを得ず、それがハンチング等の原因となる
ことがある。 又、前記特公昭59-44129の方法は、スタンド間張力を所
望値に制御することを目的としており、スタンド間張力
と板厚を同時に制御するものではない。 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、スタンド間張力と出側板厚の変動を同時に抑制する
ことが可能な連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制
御方法を提供することを課題とする。
本発明は、連続式圧延機のスタンド間に配置されたルー
パのトルク制御装置、ミル速度制御装置及び圧下制御装
置を用いて、ルーパ高さを一定に保ちつつ出側板厚及び
スタンド間張力を所望値に制御するに際して、第１図に
その要旨を示すように、ルーパ高さが所望値となるミル
速度基準を演算すると共に、制御開始時点からの実ミル
速度変化量から、ルーパ高さ制御分及び全スタンド加減
速分それぞれに相当するミル速度変更量を差し引いたミ
ル速度変化量を算出し（ステップ110）、上記ミル速度
変化量と、制御開始時点からのスタンド間張力変化量及
び出側板厚変化量とを状態変数とし、ミル速度基準修正
量及び圧下基準修正量を入力変数とする状態方程式を設
定する（ステップ112）と共に、上記スタンド間張力変
化量及び出側板厚変化量を出力変数とする出力方程式を
設定し（ステップ114）、上記入力変数及び出力変数の
２次形式時間積分で表わした評価関数を最小にするミル
速度基準修正量及び圧下基準修正量を求め（ステップ11
6）、上記圧下基準修正量の量だけ圧下基準を補正する
と同時に、上記ミル速度基準修正量に上記ルーパ高さ制
御分及び全スタンド加減速分それぞれのミル速度基準変
更量を加算した量だけ、上記ミル速度基準を補正する
（ステップ118）ことにより、前記課題を達成したもの
である。
パのトルク制御装置、ミル速度制御装置及び圧下制御装
置を用いて、ルーパ高さを一定に保ちつつ出側板厚及び
スタンド間張力を所望値に制御するに際して、第１図に
その要旨を示すように、ルーパ高さが所望値となるミル
速度基準を演算すると共に、制御開始時点からの実ミル
速度変化量から、ルーパ高さ制御分及び全スタンド加減
速分それぞれに相当するミル速度変更量を差し引いたミ
ル速度変化量を算出し（ステップ110）、上記ミル速度
変化量と、制御開始時点からのスタンド間張力変化量及
び出側板厚変化量とを状態変数とし、ミル速度基準修正
量及び圧下基準修正量を入力変数とする状態方程式を設
定する（ステップ112）と共に、上記スタンド間張力変
化量及び出側板厚変化量を出力変数とする出力方程式を
設定し（ステップ114）、上記入力変数及び出力変数の
２次形式時間積分で表わした評価関数を最小にするミル
速度基準修正量及び圧下基準修正量を求め（ステップ11
6）、上記圧下基準修正量の量だけ圧下基準を補正する
と同時に、上記ミル速度基準修正量に上記ルーパ高さ制
御分及び全スタンド加減速分それぞれのミル速度基準変
更量を加算した量だけ、上記ミル速度基準を補正する
（ステップ118）ことにより、前記課題を達成したもの
である。
板厚制御に伴う張力変動を効果的に抑制するには、板厚
制御に伴うマスフローバランスの乱れを予測的に補償す
ると同時に、補償の残差として発生する張力変動を更に
実張力値を用いて制御することが有効である。 本発明では、上記観点から板厚及びスタンド間張力の相
互干渉をモデル化し、一つの多変数制御系として制御系
を設計することにより、板厚制御とスタンド間張力制御
との間のバランスを取り、板厚及びスタンド間張力の制
御性を高めている。 又、本発明では、前記の如く、ルーパ高さ制御系を板厚
・スタンド間張力の制御系設計から外すことにより、既
設制御によって実現されている最低限の通板性が補償さ
れるため、本制御の導入及び調整が容易となるメリット
がある。 以下、理解を容易とするために、第２図を参照して具体
的に説明する。 第２図は、一般的な連続式圧延機における圧延機スタン
ド12（第ｉスタンド）、14（第ｉ＋１スタンド）及びル
ーパ16の配置を示したものであり、10は被圧延材であ
る。各圧延機12、14は、圧下制御装置22a、22bによりそ
れぞれ制御駆動される圧下装置23a、23bを備え、且つ、
ミル速度制御装置20a、20bによりそれぞれ制御駆動され
るモータ21a、21bを備えており、又、スタンド12、14間
には、マスフローバランスの検出を目的として、ルーパ
トルク制御装置24及びモータ25により駆動されるルーパ
16が設置されている。又、上記ルーパ16には、スタンド
間張力を検出するためのスタンド間張力検出器（図示せ
ず）が設置されている。 本発明において、圧下装置23a、23bは、油圧圧下装置、
電動圧下装置のいずれでもよいが、以下、便宜上油圧圧
下装置を用いる場合について説明する。 上記圧延機においては、相互に干渉を持つ板厚、スタン
ド間張力及びルーパ高さの制御量が、各々の目標値と一
致するように制御されている。一般に、板厚、スタンド
間張力及びルーパ高さの制御量の各目標値からの偏差が
発生する主たる原因は、板厚偏差あるいは圧延材温度変
化等に起因するスタンド間のマスフロー変化であり、ス
タンド間のマスフローに変化がなければスタンド間張力
及びルーパ高さも変動しない。従って、板厚制御とそれ
に伴うスタンド間張力変動を抑制する制御を行えば、ス
タンド間マスフローを乱すことなく、所望の板厚を実現
できることから、圧延機における制御を〔板厚制御、ス
タンド間張力制御〕と〔ルーパ高さ制御〕に分けて取り
扱うことができる。 まず、板厚制御、スタンド間張力制御について説明す
る。 スタンド間にルーパがないと仮定すると、第ｉスタン
ド、第ｉ＋１スタンドの出側板厚hi、hi+1、第ｉスタン
ドのミル速度Vi′及び第ｉスタンドと第ｉ＋１スタンド
のスタンド間張力σiの制御開始時点からの各偏差を状
態変数Ｘ＝｛Δhi，ΔVi′，Δσi，Δhi+1｝とし、各
スタンドの圧下位置基準Usi,Usi+1及び第ｉスタンドの
ミル速度基準UViの制御開始時点からの各偏差を入力変
数Ｕ＝｛ΔUsi，ΔUVi，ΔUsi+1｝として（２）式の状
態方程式を設定する。 ここで、ΔVi′ ：第ｉスタンドのミル速度変化量 Δσi ：スタンド間張力変化量 Δhi ：第ｉスタンドの出側板厚変化量 ΔUVi ：第ｉスタンドのミル速度基準修正量 ΔUsi ：第ｉスタンドの圧下基準修正量 Δhi+1 ：第ｉ＋１スタンドの出側板厚変化量 ΔUsi+1：第ｉ＋１スタンドの圧下基準修正量 なお、上記第ｉスタンドのミル速度変化量ΔVi′は、実
測された実ミル速度偏差ΔViから、制御開始時点からの
ルーパ高さ制御分及び第ｉスタンド、第ｉ＋１スタンド
同時加減速制御分に相当するミル速度変更量を差し引い
たもので、後述する（８）式で与えられる。 ここで、 Th,Th′，TV ：圧下制御装置及びミル速度制御装置の特
性を一次遅れと近似した時の時定数 ｋ ：ミル速度制御装置の特性を一次遅れと近
似した時のゲイン m1,m2,m3,m4:各スタンド出側板厚及びスタンド間張力か
らスタンド間張力への影響係数 又、前記スタンド間張力σi及び第ｉスタンド、第ｉ＋
１スタンドの出側板厚hi、hi+1の制御開始時点からの各
偏差を出力変数Ｙ＝｛Δhi，Δσi，Δhi+1｝として、
（３）式の出力方程式を設定する。 上記（２）及び（３）式を用いて、（４）式で表わされ
る前記入力変数Ｕ及び出力変数Ｙの２次形式時間積分で
表わした評価関数Ｊを設定し、該関数Ｊを最小にする入
力変数Ｕを求めると（５）式を得る。 Ｊ＝0.5×∫（Ｙ′QY＋′＋Ｒ）dt …（４） Ｕ＝｛ΔUsi，ΔUVi，ΔUsi+1｝ ＝∫Ｋ・（Y*−Ｙ）dt−Ｆ・Ｘ …（５） Y*＝｛Δhi，Δσi，Δhi+1｝ ：制御開始時からの目標値変更量 ここで、Q :非負定行列 R :正定行列 K,F:定数マトリクス なお、上記（５）式の第２項は、状態を維持する作用が
あり、同第１項は制御量を目標値と一致させる作用があ
る。 次に、ルーパ高さ制御について説明する。 ルーパ高さ制御は、例えばルーパ角度信号を用いて比例
積分演算によりミル速度基準変更量ΔUVLiを求めるPI制
御によってもよい。 前記（５）式による（板厚制御、スタンド間張力制御）
と〔ルーパ高さ制御）の両制御を同時に行う場合には、
（５）式第２項の状態を維持する作用のため、ミル速度
基準に対して両制御の指令値を加算するとルーパ高さ制
御からのミル速度基準変更量ΔUVLiが受入れられず、ル
ーパ高さ制御性が低下してしまう。そこで、以下の補正
を行って、ミル速度基準修正量ΔUV′を算出する。 ΔVi′＝ΔVi−ΔVLi …（６） ΔVLi：制御開始時点からのルーパ高さ制御分に相当す
るミル速度基準変更量ΔUVLiによるミル速度変更量 ΔUV′＝ΔUVi＋ΔUVLi …（７） 同様に、第ｉスタンド、第ｉ＋１スタンド同時加減速指
令（ミル速度基準変更量）ΔUVaiに対しても、（５）式
第２項の制御開始時点の状態を維持する作用に対処する
ため、（６）、（７）式を以下のように補正する。 ΔVi′＝ΔVi−ΔVLi−ΔVai …（８） ΔUV′＝ΔUVi＋ΔUVLi＋ΔUVai …（９） ΔVai：制御開始時点からの第ｉスタンド、第ｉ＋１ス
タンド同時加減速指令ΔUVaiによるミル速度変更量 以上、（５）式による圧下位置基準修正量｛ΔUsi，ΔU
si+1｝及び（９）式で与えられるミル速度基準修正量
｛ΔUV′｝を同時に圧下位置制御装置及びミル速度制御
装置に出力することにより、板厚・スタンド間張力を所
望値にする。
制御に伴うマスフローバランスの乱れを予測的に補償す
ると同時に、補償の残差として発生する張力変動を更に
実張力値を用いて制御することが有効である。 本発明では、上記観点から板厚及びスタンド間張力の相
互干渉をモデル化し、一つの多変数制御系として制御系
を設計することにより、板厚制御とスタンド間張力制御
との間のバランスを取り、板厚及びスタンド間張力の制
御性を高めている。 又、本発明では、前記の如く、ルーパ高さ制御系を板厚
・スタンド間張力の制御系設計から外すことにより、既
設制御によって実現されている最低限の通板性が補償さ
れるため、本制御の導入及び調整が容易となるメリット
がある。 以下、理解を容易とするために、第２図を参照して具体
的に説明する。 第２図は、一般的な連続式圧延機における圧延機スタン
ド12（第ｉスタンド）、14（第ｉ＋１スタンド）及びル
ーパ16の配置を示したものであり、10は被圧延材であ
る。各圧延機12、14は、圧下制御装置22a、22bによりそ
れぞれ制御駆動される圧下装置23a、23bを備え、且つ、
ミル速度制御装置20a、20bによりそれぞれ制御駆動され
るモータ21a、21bを備えており、又、スタンド12、14間
には、マスフローバランスの検出を目的として、ルーパ
トルク制御装置24及びモータ25により駆動されるルーパ
16が設置されている。又、上記ルーパ16には、スタンド
間張力を検出するためのスタンド間張力検出器（図示せ
ず）が設置されている。 本発明において、圧下装置23a、23bは、油圧圧下装置、
電動圧下装置のいずれでもよいが、以下、便宜上油圧圧
下装置を用いる場合について説明する。 上記圧延機においては、相互に干渉を持つ板厚、スタン
ド間張力及びルーパ高さの制御量が、各々の目標値と一
致するように制御されている。一般に、板厚、スタンド
間張力及びルーパ高さの制御量の各目標値からの偏差が
発生する主たる原因は、板厚偏差あるいは圧延材温度変
化等に起因するスタンド間のマスフロー変化であり、ス
タンド間のマスフローに変化がなければスタンド間張力
及びルーパ高さも変動しない。従って、板厚制御とそれ
に伴うスタンド間張力変動を抑制する制御を行えば、ス
タンド間マスフローを乱すことなく、所望の板厚を実現
できることから、圧延機における制御を〔板厚制御、ス
タンド間張力制御〕と〔ルーパ高さ制御〕に分けて取り
扱うことができる。 まず、板厚制御、スタンド間張力制御について説明す
る。 スタンド間にルーパがないと仮定すると、第ｉスタン
ド、第ｉ＋１スタンドの出側板厚hi、hi+1、第ｉスタン
ドのミル速度Vi′及び第ｉスタンドと第ｉ＋１スタンド
のスタンド間張力σiの制御開始時点からの各偏差を状
態変数Ｘ＝｛Δhi，ΔVi′，Δσi，Δhi+1｝とし、各
スタンドの圧下位置基準Usi,Usi+1及び第ｉスタンドの
ミル速度基準UViの制御開始時点からの各偏差を入力変
数Ｕ＝｛ΔUsi，ΔUVi，ΔUsi+1｝として（２）式の状
態方程式を設定する。 ここで、ΔVi′ ：第ｉスタンドのミル速度変化量 Δσi ：スタンド間張力変化量 Δhi ：第ｉスタンドの出側板厚変化量 ΔUVi ：第ｉスタンドのミル速度基準修正量 ΔUsi ：第ｉスタンドの圧下基準修正量 Δhi+1 ：第ｉ＋１スタンドの出側板厚変化量 ΔUsi+1：第ｉ＋１スタンドの圧下基準修正量 なお、上記第ｉスタンドのミル速度変化量ΔVi′は、実
測された実ミル速度偏差ΔViから、制御開始時点からの
ルーパ高さ制御分及び第ｉスタンド、第ｉ＋１スタンド
同時加減速制御分に相当するミル速度変更量を差し引い
たもので、後述する（８）式で与えられる。 ここで、 Th,Th′，TV ：圧下制御装置及びミル速度制御装置の特
性を一次遅れと近似した時の時定数 ｋ ：ミル速度制御装置の特性を一次遅れと近
似した時のゲイン m1,m2,m3,m4:各スタンド出側板厚及びスタンド間張力か
らスタンド間張力への影響係数 又、前記スタンド間張力σi及び第ｉスタンド、第ｉ＋
１スタンドの出側板厚hi、hi+1の制御開始時点からの各
偏差を出力変数Ｙ＝｛Δhi，Δσi，Δhi+1｝として、
（３）式の出力方程式を設定する。 上記（２）及び（３）式を用いて、（４）式で表わされ
る前記入力変数Ｕ及び出力変数Ｙの２次形式時間積分で
表わした評価関数Ｊを設定し、該関数Ｊを最小にする入
力変数Ｕを求めると（５）式を得る。 Ｊ＝0.5×∫（Ｙ′QY＋′＋Ｒ）dt …（４） Ｕ＝｛ΔUsi，ΔUVi，ΔUsi+1｝ ＝∫Ｋ・（Y*−Ｙ）dt−Ｆ・Ｘ …（５） Y*＝｛Δhi，Δσi，Δhi+1｝ ：制御開始時からの目標値変更量 ここで、Q :非負定行列 R :正定行列 K,F:定数マトリクス なお、上記（５）式の第２項は、状態を維持する作用が
あり、同第１項は制御量を目標値と一致させる作用があ
る。 次に、ルーパ高さ制御について説明する。 ルーパ高さ制御は、例えばルーパ角度信号を用いて比例
積分演算によりミル速度基準変更量ΔUVLiを求めるPI制
御によってもよい。 前記（５）式による（板厚制御、スタンド間張力制御）
と〔ルーパ高さ制御）の両制御を同時に行う場合には、
（５）式第２項の状態を維持する作用のため、ミル速度
基準に対して両制御の指令値を加算するとルーパ高さ制
御からのミル速度基準変更量ΔUVLiが受入れられず、ル
ーパ高さ制御性が低下してしまう。そこで、以下の補正
を行って、ミル速度基準修正量ΔUV′を算出する。 ΔVi′＝ΔVi−ΔVLi …（６） ΔVLi：制御開始時点からのルーパ高さ制御分に相当す
るミル速度基準変更量ΔUVLiによるミル速度変更量 ΔUV′＝ΔUVi＋ΔUVLi …（７） 同様に、第ｉスタンド、第ｉ＋１スタンド同時加減速指
令（ミル速度基準変更量）ΔUVaiに対しても、（５）式
第２項の制御開始時点の状態を維持する作用に対処する
ため、（６）、（７）式を以下のように補正する。 ΔVi′＝ΔVi−ΔVLi−ΔVai …（８） ΔUV′＝ΔUVi＋ΔUVLi＋ΔUVai …（９） ΔVai：制御開始時点からの第ｉスタンド、第ｉ＋１ス
タンド同時加減速指令ΔUVaiによるミル速度変更量 以上、（５）式による圧下位置基準修正量｛ΔUsi，ΔU
si+1｝及び（９）式で与えられるミル速度基準修正量
｛ΔUV′｝を同時に圧下位置制御装置及びミル速度制御
装置に出力することにより、板厚・スタンド間張力を所
望値にする。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第３図は、本実施例を行うスタンド間張力制御装置及び
出側板厚制御装置の全体構成を示したものである。これ
ら両制御装置は前記第２図に示した圧延機に適用される
ものであり、以下の説明では第２図をも参照する。 第３図において、30はルーパ高さ制御装置、32、34はミ
ル速度変換装置、40は板厚・スタンド間張力制御装置で
ある。 この装置において、第ｉ＋１スタンド14に被圧延材であ
るストリップ10が噛み込むと、ルーパ16が立上り、スト
リップ10と接触した後、制御を開始する。 制御装置40は、圧延現象42から出力される制御開始時点
の各変数の値を記憶し、制御開始時点からの各状態量の
偏差（出側板厚変化量Δhi、Δhi+1、ミル速度変化量Δ
Vi、ΔVi+1、スタンド間張力変化量Δσi、ルーパ角度
変化量Δθi）を演算する。 本実施例では、ルーパ角度信号が入力されるルーパ高さ
制御装置30からの出力信号をミル速度換算装置32に入力
することにより、該換算装置32は比較部44にミル速度変
更量ΔVLiを出力する。 又、全スタンド加減速指令ΔUVaiをミル速度換算装置34
に入力することにより、上記比較部44に対してミル速度
変更量ΔVaiを出力する。 上記比較部44は、入力される第ｉスタンドの実ミル速度
偏差ΔViから上記両ミル速度変更量ΔVLi、ΔVaiを差し
引いた、前記（８）式に対応するミル速度変化量ΔVi′
を演算部46に出力する。この演算部46には、前記（２）
〜（９）式の演算を行うプログラムが内蔵されており、
該演算部46で前述の一連の演算処理が可能になってい
る。 上記演算部46に対して、上記比較部44からミル速度変化
量ΔVi′が入力されると共に、圧延現象42から第ｉスタ
ンド及び第ｉ＋１スタンドそれぞれの出側板厚変化量Δ
hi及びΔhi+1とスタンド間張力変化量Δσiが入力され
ると、該演算部46において前記一連の演算が行われる。 即ち、前記（５）式により、第ｉスタンド及び第ｉ＋１
スタンドそれぞれの圧下基準修正量ΔUsi及びΔU
si+1と、第ｉスタンドのミル速度基準修正量ΔUViを算
出すると共に、該ミル速度基準修正量ΔUViについて
は、前記（９）式に対応する変更量ΔUVai、ΔUVLiの加
算処理を比較部48で行い、加算後のミル速度基準修正量
ΔUVi′を算出する。 算出された各基準修正量ΔUVi′、ΔUsi、ΔUsi+1を、
それぞれ対応する制御装置20a、22a、22bに同時に出力
し、各制御装置の基準を補正することにより、出側板厚
hi、hi+1及びスタンド間張力σiを同時に所望値に制御す
る。 第４図は、本実施例において第ｉ＋１スタンド出側板厚
の目標値を100μｍ変更した時の出側板厚、スタンド間
張力及びルーパ高さの応答（実線）を、前記（１）式に
より従来の制御方法の応答（破線）と比較して示したも
のである。第４図の結果より、本発明方法によれば、ス
タンド間張力及びルーパ高さに変動を起こさせることな
く、出側板厚を所望値に制御できることが判る。 以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施
例に示したものに限定されるものでないことはいうまで
もない。 例えば、前記実施例では、スタンド数が２の場合を例に
説明したが、前記（２）式、（３）式等を適宜拡張する
ことにより、スタンド数が３以上の場合でも同様に制御
することができる。
る。 第３図は、本実施例を行うスタンド間張力制御装置及び
出側板厚制御装置の全体構成を示したものである。これ
ら両制御装置は前記第２図に示した圧延機に適用される
ものであり、以下の説明では第２図をも参照する。 第３図において、30はルーパ高さ制御装置、32、34はミ
ル速度変換装置、40は板厚・スタンド間張力制御装置で
ある。 この装置において、第ｉ＋１スタンド14に被圧延材であ
るストリップ10が噛み込むと、ルーパ16が立上り、スト
リップ10と接触した後、制御を開始する。 制御装置40は、圧延現象42から出力される制御開始時点
の各変数の値を記憶し、制御開始時点からの各状態量の
偏差（出側板厚変化量Δhi、Δhi+1、ミル速度変化量Δ
Vi、ΔVi+1、スタンド間張力変化量Δσi、ルーパ角度
変化量Δθi）を演算する。 本実施例では、ルーパ角度信号が入力されるルーパ高さ
制御装置30からの出力信号をミル速度換算装置32に入力
することにより、該換算装置32は比較部44にミル速度変
更量ΔVLiを出力する。 又、全スタンド加減速指令ΔUVaiをミル速度換算装置34
に入力することにより、上記比較部44に対してミル速度
変更量ΔVaiを出力する。 上記比較部44は、入力される第ｉスタンドの実ミル速度
偏差ΔViから上記両ミル速度変更量ΔVLi、ΔVaiを差し
引いた、前記（８）式に対応するミル速度変化量ΔVi′
を演算部46に出力する。この演算部46には、前記（２）
〜（９）式の演算を行うプログラムが内蔵されており、
該演算部46で前述の一連の演算処理が可能になってい
る。 上記演算部46に対して、上記比較部44からミル速度変化
量ΔVi′が入力されると共に、圧延現象42から第ｉスタ
ンド及び第ｉ＋１スタンドそれぞれの出側板厚変化量Δ
hi及びΔhi+1とスタンド間張力変化量Δσiが入力され
ると、該演算部46において前記一連の演算が行われる。 即ち、前記（５）式により、第ｉスタンド及び第ｉ＋１
スタンドそれぞれの圧下基準修正量ΔUsi及びΔU
si+1と、第ｉスタンドのミル速度基準修正量ΔUViを算
出すると共に、該ミル速度基準修正量ΔUViについて
は、前記（９）式に対応する変更量ΔUVai、ΔUVLiの加
算処理を比較部48で行い、加算後のミル速度基準修正量
ΔUVi′を算出する。 算出された各基準修正量ΔUVi′、ΔUsi、ΔUsi+1を、
それぞれ対応する制御装置20a、22a、22bに同時に出力
し、各制御装置の基準を補正することにより、出側板厚
hi、hi+1及びスタンド間張力σiを同時に所望値に制御す
る。 第４図は、本実施例において第ｉ＋１スタンド出側板厚
の目標値を100μｍ変更した時の出側板厚、スタンド間
張力及びルーパ高さの応答（実線）を、前記（１）式に
より従来の制御方法の応答（破線）と比較して示したも
のである。第４図の結果より、本発明方法によれば、ス
タンド間張力及びルーパ高さに変動を起こさせることな
く、出側板厚を所望値に制御できることが判る。 以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施
例に示したものに限定されるものでないことはいうまで
もない。 例えば、前記実施例では、スタンド数が２の場合を例に
説明したが、前記（２）式、（３）式等を適宜拡張する
ことにより、スタンド数が３以上の場合でも同様に制御
することができる。
以上説明した通り、本発明によれば、スタンド間張力と
出側板厚とを同時に高精度に制御することができるの
で、板厚変更に伴うマスフローバランスの乱れを起こす
ことを防止でき、その結果、ルーパ高さ変動を引き起こ
すことのない安定した操業を実現できる。 従って、被圧延材の板厚、板幅精度が向上するという優
れた効果を有する。又、従来のルーパ高さ制御を使用で
きるため、本制御を導入するに当ってのリスクが小さい
という利点もある。
出側板厚とを同時に高精度に制御することができるの
で、板厚変更に伴うマスフローバランスの乱れを起こす
ことを防止でき、その結果、ルーパ高さ変動を引き起こ
すことのない安定した操業を実現できる。 従って、被圧延材の板厚、板幅精度が向上するという優
れた効果を有する。又、従来のルーパ高さ制御を使用で
きるため、本制御を導入するに当ってのリスクが小さい
という利点もある。
第１図は、本発明に係る連続式圧延機の板厚及びスタン
ド間張力制御方法の要旨を示す流れ図、 第２図は、連続式圧延機の要部構成を示す図、 第３図は、本発明を実施するためのスタンド間張力制御
装置及び板厚制御装置の構成を示す線図、 第４図は、本発明による制御系の応答を従来例と比較し
て示す線図である。 10……圧延材、12……第ｉスタンド、14……第ｉ＋１ス
タンド、16……ルーパ、20……ミル速度制御装置、21、
25……モータ、22……圧下制御装置、23……圧下装置、
24……ルーパトルク制御装置、30……ルーパ高さ制御装
置、32、34……ミル速度換算装置、40……板厚・スタン
ド間張力制御装置。
ド間張力制御方法の要旨を示す流れ図、 第２図は、連続式圧延機の要部構成を示す図、 第３図は、本発明を実施するためのスタンド間張力制御
装置及び板厚制御装置の構成を示す線図、 第４図は、本発明による制御系の応答を従来例と比較し
て示す線図である。 10……圧延材、12……第ｉスタンド、14……第ｉ＋１ス
タンド、16……ルーパ、20……ミル速度制御装置、21、
25……モータ、22……圧下制御装置、23……圧下装置、
24……ルーパトルク制御装置、30……ルーパ高さ制御装
置、32、34……ミル速度換算装置、40……板厚・スタン
ド間張力制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠茂 利広 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭63−188416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−130709（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】連続式圧延機のスタンド間に配置されたル
ーパのトルク制御装置、ミル速度制御装置及び圧下制御
装置を用いて、ルーパ高さを一定に保ちつつ出側板厚及
びスタンド間張力を所望値に制御するに際して、 ルーパ高さが所定値となるミル速度基準を演算すると共
に、制御開始時点からの実ミル速度変化量から、ルーパ
高さ制御分及び全スタンド加減速分それぞれに相当する
ミル速度変更量を差し引いたミル速度変化量を算出し、 上記ミル速度変化量と、制御開始時点からのスタンド間
張力変化量及び出側板厚変化量とを状態変数とし、ミル
速度基準修正量及び圧下基準修正量を入力変数とする状
態方程式を設定すると共に、 上記スタンド間張力変化量及び出側板厚変化量を出力変
数とする出力方程式を設定し、 上記入力変数及び出力変数の２次形式時間積分で表わし
た評価関数を最小にするミル速度基準修正量及び圧下基
準修正量を求め、 上記圧下基準修正量の量だけ圧下基準を補正すると同時
に、上記ミル速度基準修正量に上記ルーパ高さ制御分及
び全スタンド加減速分それぞれのミル速度基準変更量を
加算した量だけ、上記ミル速度基準を補正することを特
徴とする連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313367A JPH0734929B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313367A JPH0734929B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04187315A JPH04187315A (ja) | 1992-07-06 |
| JPH0734929B2 true JPH0734929B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=18040407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2313367A Expired - Fee Related JPH0734929B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 連続式圧延機の板厚及びスタンド間張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734929B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11298733B2 (en) * | 2019-10-30 | 2022-04-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Method for calculating plate thickness schedule for tandem rolling machine and rolling plant |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007289990A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Kobe Steel Ltd | 圧延装置の板厚制御方法と圧延装置 |
| JP5380199B2 (ja) * | 2009-08-11 | 2014-01-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧延装置での張力制御方法及び圧延装置 |
| CN105983584B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-11-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种热连轧机穿带偏差张力控制方法及其控制系统 |
| CN107812792A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-03-20 | 河钢股份有限公司 | 一种棒线材连轧张力的精确控制方法 |
| CN114160587B (zh) * | 2021-12-02 | 2024-02-09 | 宝信软件(安徽)股份有限公司 | 一种控制带钢张力在加减速过程中稳定的方法 |
| JP7770747B2 (ja) * | 2022-11-25 | 2025-11-17 | 株式会社Tmeic | ワークロール開閉装置 |
| CN116618456B (zh) * | 2023-05-04 | 2026-04-14 | 首钢集团有限公司 | 一种活套的控制方法和装置 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP2313367A patent/JPH0734929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11298733B2 (en) * | 2019-10-30 | 2022-04-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Method for calculating plate thickness schedule for tandem rolling machine and rolling plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04187315A (ja) | 1992-07-06 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |