JPH0873090A

JPH0873090A - ルーパ制御装置

Info

Publication number: JPH0873090A
Application number: JP6212593A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Nakagawa; 佳昭中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ルーパ移動中に発生する張力変動の吸収、減
衰効果を向上する。【構成】速度指令回路２０は、速度発電機１０ａ，１
０ｂのルーパ前後速度の偏差に応じた速度指令を出力
し、この出力と速度発電機１０ｃからのルーパの速度の
ＦＢＫ信号に基づいて、その速度信号を速度制御デッド
バンド１５ａの特性を与えて張力設定器２２の設定張力
を補正する。状態関数発生器２６は、ルーパの運転状態
を検出して、ルーパ追込中およびルーパ払出中はルーパ
同期中よりも速度制御デッドバンド１５ａのデッドバン
ド幅とゲインを大きくし、安定した制御を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄鋼プロセスライン
等のルーパの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は例えば特公昭６２−１８２４３号
公報に示された従来の複数ルーパのエレタイ制御装置を
有するルーパ制御装置のブロック図である。

【０００３】図において、１は入側ブライドル電動機、
２は出側ブライドル電動機、３は２本のワイヤーロープ
を巻き付けるドラム、４は１本のワイヤーロープを巻き
付けるドラム、５は４ストランドのNo.1ループカー（ル
ーパキャリッジ）、６はもう一方の２ストランドのNo.2
ループカー（ルーパキャリッジ）、７は走行材料である
ストリップ、８はNo.1ループカードラム３を駆動する電
動機、９はNo.2ループカードラム４を駆動する電動機、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは電動機１、２、８、
９の速度を検出する速度発電機、１１、１２はそれぞれ
No.1ループカードラム３に取付のNo.1ループカー位置検
出器およびNo.2ループカードラム４に取付のNo.2ループ
カー位置検出器である。

【０００４】１３、２３はそれぞれ電動機８、９を駆動
する電源装置、１４、１４’はトルク制御回路、１５、
１５’は速度制御デッドバンド、１６、１６’は速度制
御回路であり、速度制御回路１６、１６’からの信号は
それぞれ速度制御デッドバンド１５、１５’を経由して
トルク制御回路１４、１４’に入力される。

【０００５】また、トルク制御回路１４には張力設定器
２２からの設定張力信号が張力定数回路２１を経由して
入力される。トルク制御回路１４’には張力設定器２２
からの設定張力信号が入力される。速度制御回路１６へ
の入力の１つはNo.1ループカー速度指令回路２０より入
力される。もう一方の入力は位置制御回路１８より位置
制御デッドバンド１７を経由して入力される。速度指令
回路２０は入側ブライドル電動機１および出側ブライド
ル電動機２に取付の速度発電機１０ａ、１０ｂからの偏
差信号に応じた指令信号を発生させる。

【０００６】１９は位置定数回路、２４はNo.1ループカ
ーの速度指令回路２０に相当するNo.2ループカーの速度
指令回路である。２５はNo.1ループカー張力定数自動調
整回路で張力定数回路２１をコントロールしてNo.1ルー
プカー張力を設定する。なお、回路１４、１５、１６、
２０、２２はNo.1ループカーの速度指令制御回路を、回
路１４’、１５’、１６’、２２、２４はNo.2ループカ
ーの速度指令制御回路を構成している。さらに、回路１
７、１８、１９は位置信号制御回路（エレタイ制御装
置）を構成している。

【０００７】次に動作について説明する。まず、１５、
１５’の速度制御デッドバンド回路は入側センションと
出側セクションの運転状態が異なった場合、各々に取り
付けられている速度発電機１０ａ、１０ｂと各ルーパキ
ャリッジの速度実績１０ｃ、１０ｄとの間に偏差が発生
し、その偏差がデッドバンド幅を超した時に出力され、
トルク制御回路１４、１４’に出力され、ルーパの運転
状態の変化時にも常に安定してルーパを運転する。

【０００８】また、速度指令回路２０、２４は各々のル
ープカー５、６の速度を別々に設定するが、２つの間に
は次の関係がある。ループカー５およびおよび６は各々
移動量の全長に対して同じ比率で動くようにしている。
即ち、同時間で全長を移動するよう速度指令回路２０、
２４はそれぞれ設定される。位置定数回路１９はNo.1ル
ープカー位置検出器１１の入力に応じてNo.2ループカー
６の位置にNo.1ループカー５が追従するように全長を同
じ比率で変換する。

【０００９】また、位置制御デッドバンド１７はある値
以上の位置偏差が発生したときに、位置制御回路１８が
動作してループカー５と６の位置偏差を修正する。この
位置偏差修正に関係する位置制御デッドバンド１７と位
置制御回路１８の回路特性は、ループカードラム３にロ
ープを巻き付ける方向にゲインが高く、反対のロープ巻
戻し方向は低いようにしている。これは卷取り方向では
ルーパ内のストリップ７の張力が大きく働き、巻戻し方
向はルーパ内のストリップ７の張力が弱く働くため補正
するものである。

【００１０】また、従来のシングルルーパを有するルー
パ制御装置の構成図を図９に示す。この図はシングルル
ーパなので図８のようなエレタイ制御装置はなく、構成
は図のように簡単になる。即ち、速度発電機１０ａと１
０ｂでルーパの入側と出側の通板速度を検出し、その両
者の偏差とルーパ位置検出器１０ｃで検出されるルーパ
の移動速度との偏差を速度デッドバンド１５を介して張
力設定器２２からの設定張力を補正して制御するように
している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のルーパの制御装
置は速度付デッドバンドのゲインおよび幅が固定されて
いるので、ルーパが移動中でも、停止中での同一の位置
制御特性であり、また、複数のルーパに対するエレタイ
制御の場合も同様で、位置修正の制御ゲインが固定され
ている。このためルーパ内の張力変動が特にルーパの移
動時に発生する問題があった。

【００１２】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、速度付デッドバンド、位置付
デッドバンドのゲインおよびデッドバンド幅を可変にす
ることにより、ルーパ移動時での張力変動吸収効果を高
めることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るルーパ制
御装置は、ルーパの入側と出側との通板速度の偏差に応
じた入力を不感帯と変換ゲインとを有する張力補正特性
を通して速度制御信号として出力する不感帯付き制御手
段と、上記速度制御信号で設定張力を補正し、この補正
出力でルーパキャリッジを操作する駆動手段とを有する
ルーパ制御装置において、ルーパの同期中・追込中・払
出中等のルーパの運転状態に応じて、上記不感帯付き制
御手段の不感帯幅および変換ゲインを可変とする状態関
数発生手段を備えたものである。

【００１４】また、ルーパの入側と出側との通板速度の
偏差に応じた入力を不感帯と変換ゲインとを有する張力
補正特性を通して速度制御信号として出力する不感帯付
き制御手段と、上記速度制御信号で設定張力を補正し、
この補正出力でルーパキャリッジを操作する駆動手段と
を有するルーパ制御装置において、ルーパの運転状態、
通板する材料データおよび上記速度制御信号を入力とし
て学習し、この学習結果に基づいて設定張力を補正する
学習機能付き補正手段を備えたものである。

【００１５】また、ルーパの入側と出側との通板速度の
偏差に応じた入力を不感帯と変換ゲインとを有する張力
補正特性を通して速度制御信号として出力する不感帯付
き制御手段と、上記速度制御信号で設定張力を補正しル
ーパキャリッジを操作する駆動手段とを有するルーパ制
御装置において、ルーパの運転状態に応じて不感帯幅を
可変とすると共に、ルーパの設定張力と実張力との偏差
に応じて変換ゲインを可変する不感帯付き補正手段を設
け、この不感帯付き補正手段の出力で設定張力を補正す
るようにしたものである。

【００１６】また、マスターとスレーブのルーパキャリ
ッジで構成される複数のルーパキャリッジの場合、隣接
するルーパキャリッジの各々の位置の偏差に応じた入力
を不感帯と変換ゲインを有する張力補正特性を通して各
々の位置制御信号として出力する不感帯付き位置制御手
段と、上記各々の位置制御信号に応じて、各々のスレー
ブルーパ内の板材の張力を一定に保つようルーパキャリ
ッジを操作する駆動手段とを有するルーパ制御装置にお
いて、ルーパの運転状態に応じて上記不感帯付き位置制
御手段の不感帯幅および変換ゲインを可変する補正手段
を備えたものである。

【００１７】

【作用】この発明のルーパ制御装置は、ルーパの同期中
・追い込み中・払い出し中等のルーパの運転状態に応じ
て、状態関数発生手段が不感帯付き制御手段の不感帯幅
および変換ゲインを可変し、この。不感帯付き制御手段
の出力で設定張力を補正する。

【００１８】また、学習機能付き補正手段でルーパの運
転状態、通板する材料データおよび速度制御信号を入力
として学習し、この学習結果に基づいて設定張力を補正
する。この学習機能付き補正手段の出力で設定張力を補
正する。

【００１９】また、不感帯付き制御手段は、ルーパの入
側と出側との通板速度の偏差に応じた入力を不感帯と変
換ゲインとを有する張力補正特性を通して速度制御信号
として出力し、この補正手段の出力で設定張力を補正す
る。

【００２０】また、マスターとスレーブのルーパキャリ
ッジで構成される複数のルーパキャリッジの場合、補正
手段は、ルーパの運転状態に応じて不感帯付き位置制御
手段の不感帯幅および変換ゲインを可変する。

【００２１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図に基づいて説
明する。図１はこの実施例の要部の構成図で、その他の
部分は従来の図９の構成と同様である。図において、１
０ａ、１０ｂはルーパ前後の速度を検出する速度発電
機、１５ａは速度基準（速度制御回路１６の出力）と速
度発電機１０ｃより検出されたキャリッジの速度ＦＢＫ
（フィードバック）より設定電流を補正するD-BAND（不
感帯）付きの速度制御デッドバンドである。２６はルー
パの運転状態より速度制御デッドバンド１５のデッドバ
ンド幅およびゲインＧを可変とする状態関数を内蔵した
状態関数発生器である。

【００２２】次に動作について説明する。速度発電機１
０ａ、１０ｂで検出されたキャリッジ前後のモータ１と
２の速度実績は、その偏差に応じて速度指令回路２０で
速度指令信号を出力し、この出力と速度発電機１０ｃか
らのルーパの速度ＦＢＫが速度制御回路１６で比較さ
れ、速度制御デッドバンド１５にて所定のデッドバンド
幅と速度電流の変換ゲインを乗ずる。ここで状態関数発
生器（速度D-BAND可変制御）２６は、ルーパの同期中、
ルーパの追込中、ルーパの払出中等のルーパの運転状態
に応じて、その変換ゲインＧとデッドバンド幅を可変に
する。

【００２３】この要部の構成を図２に示す。状態関数発
生器２６では、ルーパの入側速度と出側速度からルーパ
の運転状態を検出する。この運転状態に応じて、ルーパ
同期中は不感帯幅Ａは狭く、ゲインａは小さくする。ル
ーパの追込中と払出中は、不感帯幅を大きくすると共に
ゲインｂ，ｃを大きくする。

【００２４】この状態関数発生器２６の出力は、速度制
御デッドバンド１５ａの速度特性を可変し、速度制御デ
ッドバンド１５ａでは、入側と出側の速度偏差と速度フ
ィードバックとの差入力が上記可変した速度制御特性に
応じた信号に変換され、この変換出力で図１の張力設定
器２２の設定張力を補正し、No.1ルーパカードラム３を
駆動しルーパを移動する。このようにしてルーパ移動時
の張力変動収集効果を高めることができ、安定した制御
をすることができる。

【００２５】実施例２．上記実施例１では、デッドバン
ドの変換ゲインとデッドバンド幅を可変にする状態関数
発生器について述べたが、図３に示すようにルーパの運
転状態により電流基準を補正するための学習機能付電流
補正制御回路２７を設けるようにしたものでより安定し
た制御を得ることができる。

【００２６】ルーパの制御は、張力設定器２２の設定張
力値で張力を一定にするのが基本であり、速度制御回路
１６の出力が零になるのが理想である。しかし、実際は
速度指令回路２０で速度偏差を補正する速度指令信号が
出力され、速度制御回路１６の出力が零にならない分を
速度制御デッドバンド１５で補正している。そこで学習
機能付電流補正制御回路２７に速度制御回路１６の出力
を入力して、この入力を学習して特性を変え、この学習
機能付電流補正制御回路２７で設定張力を補正する。

【００２７】この学習機能付電流補正制御回路２７での
学習は、ルーパの運転状態と通板する材料の各種データ
（板サイズ、鋼種等）を学習条件として用いる。この学
習結果で設定張力を補正することにより、最終的には速
度制御デッドバンド１５ａより出力される電流補正を零
とすることができる。なお、この学習機能付電流補正制
御回路２７の動作は速度制御デッドバンド１５の動作を
バックアップするよう動作するものである。

【００２８】図３では学習機能付電流補正制御回路２７
の出力はトルク制御回路１４に入力しているが、この出
力をトルク制御回路１４に入力する代わりに速度制御デ
ッドバンド１５のゲイン（Ｇ）に入力してこのゲインを
変化するようにしてもよい。

【００２９】実施例３．実施例１では、速度制御デッド
バンドに対するデッドバンド幅と変換ゲインとを可変に
する状態関数発生器について述べたが、図４に示すよう
に、テンションメータをルーパ内に持つ構成の場合、テ
ンションメータが検出した張力ＦＢＫ信号と設定張力の
偏差を補正する張力補正回路３１と、張力補正回路３１
内の変換ゲインとデッドバンド幅を可変する状態関数発
生器２８を設けるようにしたもので、上記の実施例と同
じように安定した制御を得ることができる。

【００３０】図４およびその要部の構成を示した図５に
より説明する。状態関数発生器２８は、ルーパの動作状
態を検出し、その動作状態に応じて、デッドバンドの幅
とそのゲインとを変化させた特性とし、張力補正回路３
１に与える。一方、張力補正回路３１の入力として、テ
ンションメータで検出したルーパ内の張力と、設定張力
との偏差を与える。この偏差に応じて上記デッドバンド
を持たせた特性の出力で張力設定器２２からの設定張力
を補正し電動機８を駆動してルーパを移動する。

【００３１】なお、張力補正回路３１では、入力偏差の
Ｐ分（比例要素分）やＤ分（微分要素分）或いはＩ分
（積分要素分）等に応じて、ゲインを可変するようにし
てもよい。

【００３２】実施例４．実施例１では、シングル・ルー
パの速度制御デッドバンド回路に対するデッドバンド幅
と変換ゲインとを可変にする状態関数について述べた
が、図６に示すように２キャリッジ以上のエレタイ制御
における位置制御デッドバンド１７ａに状態関数発生器
３０を設けるようにしたもので同じように安定した制御
を得ることができる。

【００３３】図６およびその要部の構成を示した図７に
より説明する。状態関数発生器３０はルーパの動作状態
を検出し、その状態に応じたデッドバンドとゲインとを
変化させた特性とする。この特性に従って位置制御デッ
ドバンド１７ａはNo.1とNo.2のルーパ位置の偏差入力に
応じて出力する。この出力で張力設定器２２の設定張力
を補正して電動機８を駆動しルーパを移動する。

【００３４】状態関数発生器３０で発生させる特性は、
図７のように、ルーパ追込中のデッドバンドＢおよびル
ーパ払出中のデッドバンドＣは、ルーパ同期中のデッド
バンドＡより大きくしている。また、ルーパ追込中のゲ
インｂ，ｅとルーパ払出中のゲインｃ，ｆは、ルーパ同
期中のゲインａ，ｄよりも大きくしている。

【００３５】なお、ルーパ同期中のゲインは、ループカ
ードラム３にロープを巻き付ける方向にゲイン（ａ）が
高く、ロープ巻戻し方向はゲイン（ｄ）を低くしてい
る。これは従来の技術でも説明したように卷取り方向で
はルーパ内のストリップ７の張力が大きく、巻戻し方向
はルーパ内のストリップ７の張力が弱く働くために配慮
したものである。同様に、ルーパ追込中およびルーパ払
出中においても、巻き上げ方向のゲイン（ｂ，ｃ）を巻
戻し方向のゲイン（ｅ，ｆ）より大きくしている。な
お、このゲイン差はこの実施例のみでなく実施例１〜３
においても適用できる。

【００３６】図６では二つのルーパキャリッジの場合を
説明したが、三つ以上のルーパキャリッジの場合は、そ
れぞれ隣接するルーパキャリッジ間の位置の偏差を検出
し、その隣接するルーパの一方に対して位置制御デッド
バンド１７ａを用いてルーパの制御を行う。具体的構成
としては、ルーパの構成は、１台のマスタールーパと複
数台（ｎ台）のスレーブルーパで構成されるので、隣接
するルーパキャリッジ間（ｎ個）の位置偏差を検出し、
ｎ個の位置制御デッドバンド１７ａによりｎ台のスレー
ブルーパの位置を制御する。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば速度制
御デッドバンド幅および変換ゲインをルーパの運転状態
により可変としたので、安定した制御が得られる効果が
ある。

【００３８】また、ルーパの運転状態によりルーパの設
定張力を補正するための学習機能を設けて補正するよう
にしたので、安定した制御が得られる効果がある。

【００３９】また、ルーパの運転状態と、設定張力と実
張力との偏差に基づいてルーパの張力補正を行うように
したので、安定した制御が得られる効果がある。

【００４０】また、２キャリッジ以上のルーパのエレタ
イ制御に位置制御デッドバンド幅および変換ゲインを可
変する位置制御デッドバンドを用いて制御するようにし
たので、安定した制御が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるルーパ制御装置の
構成図である。

【図２】図１の要部の構成図である。

【図３】この発明の実施例２によるルーパ制御装置の
構成図である。

【図４】この発明の実施例３によるルーパ制御装置の
構成図である。

【図５】図４の要部の構成図である。

【図６】この発明の実施例４によるルーパ制御装置の
構成図である。

【図７】図６の要部の構成図である。

【図８】従来のルーパ制御装置の構成図である。

【図９】従来のルーパ制御装置の構成図である。

【符号の説明】

１入側ブライドル電動機、２出側ブライドル電動
機、３ No.1ループカードラム、４ No.2ループカード
ラム、５ No.1ループカー、６ No.2ループカー、７
ストリップ、８，９電動機、１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄ速度発電機、１１ No.1ループカー位置検
出器、１２ No.2ループカー位置検出器、１３、２３
駆動電源、１４、１４’ トルク制御回路、１５、１
５’、１５ａ速度制御デッドバンド、１６、１６’
速度制御回路、１７、１７ａ位置制御デッドバンド、
１８位置制御回路、１９位置定数回路、２０、２４
速度指令回路、２１ No.1ループカー張力定数回路、
２２張力設定器、２５張力定数自動調整回路、２６
状態関数発生器（速度D-BAND可変制御）、２７学習
機能付電流補正制御回路、２８状態関数発生器（張力
補正ゲイン可変制御）、３０状態関数発生器（エレタ
イD-BAND可変制御）、３１張力補正回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ルーパの入側と出側との通板速度の偏差
に応じた入力を不感帯と変換ゲインとを有する張力補正
特性を通して速度制御信号として出力する不感帯付き制
御手段と、上記速度制御信号に応じて、ルーパ内の板材
の張力を一定に保つようルーパキャリッジを操作する駆
動手段とを有するルーパ制御装置において、ルーパの同
期中・追込中・払出中等のルーパの運転状態に応じて、
上記不感帯付き制御手段の不感帯幅および変換ゲインを
可変とする状態関数発生手段を備えたことを特徴とする
ルーパ制御装置。
【請求項２】ルーパの入側と出側との通板速度の偏差
に応じた入力を不感帯と変換ゲインとを有する張力補正
特性を通して速度制御信号として出力する不感帯付き制
御手段と、上記速度制御信号に応じて、ルーパ内の板材
の張力を一定に保つようルーパキャリッジを操作する駆
動手段とを有するルーパ制御装置において、ルーパの運
転状態、通板する材料データおよび上記速度制御信号を
入力として学習し、この学習結果に基づいて設定張力を
補正する学習機能付き補正手段を備えたことを特徴とす
るルーパ制御装置。
【請求項３】ルーパの入側と出側との通板速度の偏差
に応じた入力を不感帯と変換ゲインとを有する張力補正
特性を通して速度制御信号として出力する不感帯付き制
御手段と、上記速度制御信号に応じて、ルーパ内の板材
の張力を一定に保つようルーパキャリッジを操作する駆
動手段とを有するルーパ制御装置において、ルーパの運
転状態に応じて不感帯幅を可変とすると共に、ルーパの
設定張力と実張力との偏差に応じて変換ゲインを可変す
る不感帯付き補正手段を設け、この不感帯付き補正手段
の出力で設定張力を補正するようにしたことを特徴とす
るルーパ制御装置。
【請求項４】マスターとスレーブのルーパキャリッジ
で構成される複数のルーパキャリッジの場合、隣接する
ルーパキャリッジの各々の位置の偏差に応じた入力を不
感帯と変換ゲインを有する張力補正特性を通して各々の
位置制御信号として出力する不感帯付き位置制御手段
と、上記各々の位置制御信号に応じて、各々のスレーブ
ルーパ内の板材の張力を一定に保つようルーパキャリッ
ジを操作する駆動手段とを有するルーパ制御装置におい
て、ルーパの運転状態に応じて上記不感帯付き位置制御
手段の不感帯幅および変換ゲインを可変する補正手段を
備えたことを特徴とするルーパ制御装置。