JPH0966310A - 厚み制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱に対応して可及的に大きな比例制御ゲイ
ンを得ることができる厚み制御装置を提供する。 【解決手段】 ゲイン決定部４の演算部41は与えられた
材料情報に基づいて、ゲインテーブル42から該当する積
分制御ゲイン及び比例制御ゲインを読み込む。演算部41
は、被圧延材Ｓの偏差パターンを偏差パターン記憶部44
に記憶させる。また、演算部41は、偏差パターン記憶部
44に記憶させた偏差パターンに類似する偏差パターン
を、ゲイン補正テーブル43から選択し、選択した偏差パ
ターンに登録されている積分制御ゲイン補正値及び比例
制御ゲイン補正値を読み込む。演算部41は、積分制御ゲ
イン及び比例制御ゲインと、積分制御ゲイン補正値及び
比例制御ゲイン補正値とを乗算して、補正積分制御ゲイ
ン及び補正比例制御ゲインを得、それを積分演算部５又
は比例演算部６に与えて、同一ロットにおいて材質，寸
法が同じである他の被圧延材Ｓの圧延における板厚制御
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機で圧延され
た被圧延材の厚みを制御する厚み制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の厚み制御装置を示すブロッ
ク図であり、図中Ｓは鋼板等の被圧延材である。図中、
矢符方向に圧延される被圧延材Ｓの移送域にはワークロ
ール11，11、及び該ワークロール11，11を挟持するバッ
クアップロール12，12を備える４ロール式の圧延機１が
配置してある。ワークロール11，11及びバックアップロ
ール12，12は、アクチュエータ９によって駆動されるよ
うになっており、該アクチュエータ９によって駆動され
たワークロール11，11及びバックアップロール12，12の
圧下位置及び圧延荷重等は駆動制御装置８によって制御
されるようになっている。

【０００３】圧延機１の出側には被圧延材Ｓの厚みを検
出する厚み計２が配してあり、厚み計２の検出結果は偏
差演算部20に与えられる。偏差演算部20には被圧延材Ｓ
の目標板厚も与えられており、偏差演算部20は目標板厚
から検出した板厚を減算して板厚偏差を求め、それを積
分演算部15及び比例演算部16へそれぞれ与える。積分演
算部15及び比例演算部16には、積分制御ゲイン及び比例
制御ゲインがそれぞれ予め設定してあり、積分演算部15
及び比例演算部16は板厚偏差を除去すべく、板厚偏差を
積分演算，比例演算した結果に積分制御ゲイン，比例制
御ゲインを乗算して、それぞれ加算部17へ与える。加算
部17は両演算結果を加算し、それを駆動制御装置８へ与
える。

【０００４】しかし、このような比例積分制御を行う厚
み制御装置にあっては、次のような問題があった。比例
演算部16の演算結果に基づく比例制御は、板厚偏差が検
出されてからそれを収束させるまでの応答時間が短いた
め、被圧延材Ｓのオフゲージが短いという利点がある一
方、比例制御ゲインを過大に設定すると、被圧延材の材
料変更又は温度変化等の外乱によって、ハンチングとい
った制御異常が生じるという欠点がある。また、積分演
算部15の演算結果に基づく積分制御は、被圧延材の材料
変更又は温度変化等の外乱による制御異常は生じ難いと
いう利点がある一方、該利点は前述した応答時間が長い
という性質に基づくものであるため、オフゲージが長く
なるという欠点がある。

【０００５】そのため、特公昭61−20368 号公報には、
板厚偏差と予め設定した閾値とを比較し、板厚偏差が閾
値以下である間は積分制御を行い、板厚偏差が閾値を越
えた場合、該板厚偏差が収束するまで比例制御を行う厚
み制御装置が開示されている。また、特開昭63−123504
号公報には、板厚偏差が大きくなるほど、比例制御ゲイ
ンを大きく、それに伴って積分制御ゲインを小さくする
厚み制御装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
61−20368 号公報に記載された従来の厚み制御装置にあ
っては、比例制御を行う場合の比例制御ゲインが一定で
あるため、外乱による制御異常の発生を免れ得ず、従っ
て、大きな比例制御ゲインを設定できないという問題が
あった。また、特開昭63−123504号公報に記載された従
来の厚み制御装置にあっては、板厚偏差に対して増加さ
せる比例制御ゲインの割合が一定であるため、外乱が発
生した場合、比例制御ゲインが過大になって制御異常が
生じる虞がある。本発明はかかる事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは被圧延材の材料
及び同じ材料の被圧延材の圧延実績に基づいて、比例制
御ゲイン及び積分制御ゲインを決定する構成にすること
によって、外乱に対応して可及的に大きな比例制御ゲイ
ンを得ることができる厚み制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る厚み制御装
置は、被圧延材を圧延する圧延機の出側における被圧延
材の厚みと目標厚みとの偏差を除去すべく、該偏差及び
比例制御ゲインを用いて比例演算した比例演算値、並び
に前記偏差及び積分制御ゲインを用いて積分演算した積
分演算値に基づいて、前記圧延機を調整して被圧延材の
厚みを制御する厚み制御装置において、被圧延材の材料
別に前記比例制御ゲイン及び積分制御ゲインがそれぞれ
設定してある第１テーブルと、被圧延材の複数の圧延実
績が分類してあり、各分類それぞれに前記比例制御ゲイ
ン及び積分制御ゲインを補正する補正値が設定してある
第２テーブルと、被圧延材の圧延実績を記憶する記憶手
段と、被圧延材の材料に基づいて、前記第１テーブルか
ら該当する比例制御ゲイン及び積分制御ゲインを読み出
す手段と、前記記憶手段に記憶した圧延実績に類似する
圧延実績を前記第２テーブルから選択する手段と、選択
した圧延実績に設定された補正値を前記第２テーブルか
ら読み出す手段と、読み出した比例制御ゲイン及び積分
制御ゲイン，並びに補正値から補正比例制御ゲイン及び
補正積分制御ゲインをそれぞれ算出する手段と、該補正
比例制御ゲインを用いて比例演算を行う手段と、前記補
正積分制御ゲインを用いて積分演算を行う手段とを備え
ることを特徴とする。

【０００８】第１テーブルには、被圧延材の材質，厚み
及び幅等の材料別に比例制御ゲイン及び積分制御ゲイン
がそれぞれ設定してある。これによって、被圧延材の材
料の変更に対応することができる。また、第２テーブル
には、圧延機の出側における被圧延材の厚みと目標厚み
との偏差を被圧延材の全長にわたって得た複数の偏差パ
ターンの内、特徴的なパターン複数が分類してあり、各
偏差パターンそれぞれに前記比例制御ゲインを可及的に
大きくする補正値が設定してある。

【０００９】記憶手段は被圧延材の偏差パターンを記憶
し、記憶手段が記憶した偏差パターンに類似する偏差パ
ターンを前記第２テーブルに分類された偏差パターンか
ら選択し、選択した偏差パターンに設定された補正値を
読み出す。そして、前記第１テーブルから読み出した比
例制御ゲイン及び積分制御ゲインと前記補正値とをそれ
ぞれ乗算して補正比例制御ゲイン及び補正積分制御ゲイ
ンを得る。

【００１０】同一のロットで圧延される複数の被圧延材
は、その材質，厚み及び幅が略同じである場合、温度条
件等が略同じであり、全て略同じ圧延条件で圧延され
る。従って、当該ロットにおいて最初の被圧延材の材料
に基づいて、第１テーブルから読み出した比例制御ゲイ
ン及び積分制御ゲインを用いて圧延を行って偏差パター
ンを得、この偏差パターンに類似する偏差パターンに係
る補正値を前記第２テーブルから読み出して補正比例制
御ゲイン及び補正積分制御ゲインを得る。この補正比例
制御ゲイン及び補正積分制御ゲインを用いて材質，厚み
及び幅が略同じである他の被圧延材を圧延することによ
って、被圧延材の材料及び温度等の外乱に対応して可及
的に大きな比例制御ゲインが得られ、制御異常が生じる
ことなく、短時間で厚み偏差を収束させることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る厚み
制御装置の構成を示すブロック図，及び圧延機の模式的
側面図であり、図中Ｓは鋼板等の被圧延材である。図
中、矢符方向に圧延される被圧延材Ｓの移送域にはワー
クロール11，11、及び該ワークロール11，11を挟持する
バックアップロール12，12を備える４ロール式の圧延機
１が配置してある。ワークロール11，11及びバックアッ
プロール12，12は、アクチュエータ９によって駆動され
るようになっており、該アクチュエータ９によって駆動
されたワークロール11，11及びバックアップロール12，
12の圧下位置及び圧延荷重等は駆動制御装置８によって
制御されるようになっている。

【００１２】圧延機１の出側には被圧延材Ｓの厚みを検
出する厚み計２が配してあり、厚み計２の検出結果は偏
差演算部20に与えられる。偏差演算部20には被圧延材Ｓ
の目標板厚も与えられており、偏差演算部20は目標板厚
から検出した板厚を減算して板厚偏差を求め、それを積
分演算部５及び比例演算部６，並びに比例演算及び積分
演算に用いるゲインを決定するゲイン決定部４の演算部
41にそれぞれ与える。

【００１３】ゲイン決定部４の演算部41には、管理用の
コンピュータから被圧延材Ｓの材質，板厚及び板幅の各
データが与えられるようになっており、演算部41は与え
られたデータに基づいて、材質，板厚及び板幅の区分別
に積分制御ゲイン及び比例制御ゲインが予め設定してあ
るゲインテーブル42から該当する積分制御ゲイン及び比
例制御ゲインを読み込む。

【００１４】図３は前述したゲインテーブル42の内容を
説明する説明図である。ゲインテーブル42には被圧延材
の複数の材質が区分してあり、材質の各区分について被
圧延材の板厚が適宜範囲ごとに区分してある。そして、
この板厚の各区分について、更に、被圧延材の板幅が適
宜範囲ごとに区分してあり、板幅の各区分の別に積分制
御ゲイン及び比例制御ゲインがそれぞれ設定してある。
図２において、比例制御ゲインは積分制御ゲインの１／
６〜１／７程度の小さな値が設定してある。

【００１５】また、演算部41には、厚み計２の出力信号
に含まれるノイズを除去して出力するフィルタ３から信
号が与えられるようになっており、演算部41は、同一ロ
ットの最初の被圧延材Ｓの全長にわたって与えられた信
号のパターン，即ち板厚偏差パターンを、偏差パターン
記憶部44に記憶させる。

【００１６】図４は、前述した厚み計２の出力信号及び
フィルタ３の出力信号を示す波形図であり、（ａ）は厚
み計２の出力信号を、（ｂ）はフィルタ３の出力信号を
それぞれ示している。図３（ａ），（ｂ）の如く、フィ
ルタによって高周波数のノイズが除去されている。

【００１７】また、ゲイン決定部４には、積分制御ゲイ
ン補正値及び比例制御ゲイン補正値が複数の板厚偏差パ
ターン別にそれぞれ登録してあるゲイン補正テーブル43
が備えられている。

【００１８】図５は、前述したゲイン補正テーブル43の
内容を説明する説明図である。ゲイン補正テーブル43に
は予め試験により得られた複数の板厚偏差パターンに基
づいて、特徴的な板厚偏差パターン複数が分類してあ
り、各板厚偏差パターンに対応して、制御異常が発生す
ることなく、可及的に比例制御ゲインが大きくなるよう
に、積分制御ゲイン補正値及び比例制御ゲイン補正値が
それぞれ設定してある。

【００１９】そして、演算部41は、ゲイン補正テーブル
43に分類された板厚偏差パターンから、前記偏差パター
ン記憶部44に記憶させた板厚偏差パターンに類似する板
厚偏差パターンを、パターン認識によって選択し、選択
した板厚偏差パターンに設定してある積分制御ゲイン補
正値及び比例制御ゲイン補正値を読み込む。演算部41
は、ゲインテーブル42から読み込んだ積分制御ゲイン及
び比例制御ゲインと、ゲイン補正テーブル43から読み込
んだ積分制御ゲイン補正値及び比例制御ゲイン補正値と
を乗算して、補正積分制御ゲイン及び補正比例制御ゲイ
ンを得、補正積分制御ゲインは積分演算部５へ、また比
例制御ゲイン補正値は比例演算部６へ与える。

【００２０】図２は、前述した演算部41の演算手順を示
すフローチャートである。演算部41は当該被圧延材Ｓの
材料に基づいて、ゲインテーブル42から比例制御ゲイン
及び積分制御ゲインをそれぞれ読み出す（ステップＳ
１）。

【００２１】また、演算部41はフィルタ３によってノイ
ズが除去された被圧延材Ｓの板厚偏差パターンを偏差パ
ターン記憶部44に記憶させ（ステップＳ２）、偏差パタ
ーン記憶部44に記憶させた板厚偏差パターンとゲイン補
正テーブル43に分類された各板厚制御パターンとをそれ
ぞれパターン認識して、偏差パターン記憶部44に記憶さ
せた板厚偏差パターンに類似する板厚偏差パターンをゲ
イン補正テーブル43から選択する（ステップＳ３）。演
算部41は、ゲイン補正テーブル43において選択した板厚
偏差パターンに設定された積分制御ゲイン補正値及び比
例制御ゲイン補正値を読み込み（ステップＳ４）、ゲイ
ンテーブル42から読み込んだ積分制御ゲイン及び比例制
御ゲインと、ゲイン補正テーブル43から読み込んだ積分
制御ゲイン補正値及び比例制御ゲイン補正値とを乗算し
て、補正積分制御ゲイン及び補正比例制御ゲインを得る
（ステップＳ５）。

【００２２】そして、図１に示した如く、当該ロットに
おいて材質，厚み及び幅が略同じである他の被圧延材Ｓ
の圧延に当たって、積分演算部５は、ゲイン決定部４の
演算部41から与えられた補正積分制御ゲイン，偏差演算
部20から与えられた当該被圧延材Ｓの板厚偏差、及び次
の（１）式に基づいて積分演算を行い、その結果を加算
部７に与える。また、比例演算部６は、演算部41から与
えられた補正比例積分制御ゲイン，偏差演算部20から与
えられた当該被圧延材Ｓの板厚偏差，及び次の（２）式
に基づいて比例演算を行い、その結果を加算部７に与え
る。加算部７は積分演算値及び比例演算値を加え合わ
せ、それを駆動制御装置８に与えて、アクチュエータ９
をして圧延機１の圧下位置を調整させ、当該被圧延材Ｓ
の板厚偏差を除去する。 ΔＳ_MI＝Ｋ_I ・（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ・１／Σｔ・１／ＳΔｈｘ …（１） 但し、ΔＳ_MI：積分制御出力 Ｋ_I ：補正積分制御ゲイン Ｍ ：ミル定数 Ｑ ：塑性係数 ｔ ：厚み計までの走行時間 Δｈｘ：板厚偏差 ΔＳ_MP＝−Ｋ_P （１／Σｔ）・Δｈｘ …（２） 但し、ΔＳ_MP：比例制御出力 Ｋ_P ：補正比例制御ゲイン

【００２３】

【実施例】以下、比較試験を実施した結果について説明
する。図８は従来の厚み制御装置による圧延結果を示す
グラフであり、図６は本発明に係る厚み制御装置による
圧延結果を示すグラフである。両図中、（ａ）は積分制
御演算部の出力を、（ｂ）は比例制御演算部の出力を、
また（ｃ）は板厚偏差をそれぞれ示している。

【００２４】図６及び図８から明らかな如く、本発明に
係る厚み制御装置にあっては、従来の厚み制御装置と比
べて、積分制御演算部の出力は略同じであるが、比例制
御演算部の出力が可及的に大きくなっており、その結
果、ロールギャップ誤差による圧延初期の板厚偏差が迅
速に解消されると共に、その後に板厚偏差がほとんど生
じていない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る厚み制
御装置にあっては、外乱に応じて、制御異常が発生する
ことなく比例制御ゲインを可及的に大きくすることがで
きる。そのため、ロールギャップ誤差による圧延初期の
板厚偏差が迅速に解消され、オフゲージを削減すること
ができる。また、圧延中期にあっては厚み制御の動作が
速いため、被圧延材の厚みが高精度に制御される等、本
発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る厚み制御装置の構成を示すブロッ
ク図，及び圧延機の模式的側面図である。

【図２】演算部の演算手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】ゲインテーブルの内容を説明する説明図であ
る。

【図４】厚み計の出力信号及びフィルタの出力信号を示
す波形図である。

【図５】ゲイン補正テーブルの内容を説明する説明図で
ある。

【図６】本発明に係る厚み制御装置による圧延結果を示
すグラフである。

【図７】従来の厚み制御装置を示すブロック図である。

【図８】従来の厚み制御装置による圧延結果を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ 圧延機 ２ 厚み計 ３ フィルタ ４ ゲイン決定部 ５ 積分演算部 ６ 比例演算部 ７ 加算部 ４２ ゲインテーブル ４３ ゲイン補正テーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被圧延材を圧延する圧延機の出側におけ
   る被圧延材の厚みと目標厚みとの偏差を除去すべく、該
   偏差及び比例制御ゲインを用いて比例演算した比例演算
   値、並びに前記偏差及び積分制御ゲインを用いて積分演
   算した積分演算値に基づいて、前記圧延機を調整して被
   圧延材の厚みを制御する厚み制御装置において、 被圧延材の材料別に前記比例制御ゲイン及び積分制御ゲ
   インがそれぞれ設定してある第１テーブルと、被圧延材
   の複数の圧延実績が分類してあり、各分類それぞれに前
   記比例制御ゲイン及び積分制御ゲインを補正する補正値
   が設定してある第２テーブルと、被圧延材の圧延実績を
   記憶する記憶手段と、被圧延材の材料に基づいて、前記
   第１テーブルから該当する比例制御ゲイン及び積分制御
   ゲインを読み出す手段と、前記記憶手段に記憶した圧延
   実績に類似する圧延実績を前記第２テーブルから選択す
   る手段と、選択した圧延実績に設定された補正値を前記
   第２テーブルから読み出す手段と、読み出した比例制御
   ゲイン及び積分制御ゲイン，並びに補正値から補正比例
   制御ゲイン及び補正積分制御ゲインをそれぞれ算出する
   手段と、該補正比例制御ゲインを用いて比例演算を行う
   手段と、前記補正積分制御ゲインを用いて積分演算を行
   う手段とを備えることを特徴とする厚み制御装置。