JPH105832A - タンデム圧延機の圧延制御方法 - Google Patents
タンデム圧延機の圧延制御方法Info
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- JPH105832A JPH105832A JP8164777A JP16477796A JPH105832A JP H105832 A JPH105832 A JP H105832A JP 8164777 A JP8164777 A JP 8164777A JP 16477796 A JP16477796 A JP 16477796A JP H105832 A JPH105832 A JP H105832A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最終スタンドの出側板厚への外乱となるドラ
フトスケジュール変更を必要最小限に抑えて板厚の乱れ
を最小限に留めた負荷バランス制御を行う。 【解決手段】 各圧延スタンドの現在の圧延状態（モー
タパワー等）を検出し、目標負荷（モータパワー等）バ
ランスとの誤差から現在の負荷アンバランスの異常度を
演算すると共に、現在の圧延状態と設定速度（モータの
最高速度、初期設定ドラフトでのモータパワーから計算
される圧延速度）から加速後の予測圧延状態及び前工程
での実績を基にした現在の圧延部分以後の予測圧延状態
を有する予測モデルに基づいて将来の負荷アンバランス
の異常度を演算し、現在の負荷アンバランス異常度、将
来の負荷アンバランス異常度及び知識データベースを基
に負荷アンバランス修正必要度と修正量を算出し、該必
要度の大きい場合のみ負荷アンバランスを修正する方向
にドラフト（各スタンド圧下率）を変更する。
フトスケジュール変更を必要最小限に抑えて板厚の乱れ
を最小限に留めた負荷バランス制御を行う。 【解決手段】 各圧延スタンドの現在の圧延状態（モー
タパワー等）を検出し、目標負荷（モータパワー等）バ
ランスとの誤差から現在の負荷アンバランスの異常度を
演算すると共に、現在の圧延状態と設定速度（モータの
最高速度、初期設定ドラフトでのモータパワーから計算
される圧延速度）から加速後の予測圧延状態及び前工程
での実績を基にした現在の圧延部分以後の予測圧延状態
を有する予測モデルに基づいて将来の負荷アンバランス
の異常度を演算し、現在の負荷アンバランス異常度、将
来の負荷アンバランス異常度及び知識データベースを基
に負荷アンバランス修正必要度と修正量を算出し、該必
要度の大きい場合のみ負荷アンバランスを修正する方向
にドラフト（各スタンド圧下率）を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンデム圧延機の
圧延制御方法に関する。
圧延制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、タンデム圧延での被圧延材の板
厚、張力は、該被圧延材の圧延前に圧延モデルや経験則
等に基づいて所定のモータパワーバランス、圧延荷重バ
ランス（或いは先進率）となるように各圧延スタンド出
側の板厚目標（最終スタンド出側は製造命令によ
る。）、各スタンド間張力目標を設定し、次いで、被圧
延材先端で板厚、張力が設定値となるように圧下位置、
ロール速度等の各種アクチュエータ操作量を変更し、被
圧延材先端以後は板厚フィードバック制御、張力フィー
ドバック制御で目標板厚、目標張力となるように制御さ
れる。
厚、張力は、該被圧延材の圧延前に圧延モデルや経験則
等に基づいて所定のモータパワーバランス、圧延荷重バ
ランス（或いは先進率）となるように各圧延スタンド出
側の板厚目標（最終スタンド出側は製造命令によ
る。）、各スタンド間張力目標を設定し、次いで、被圧
延材先端で板厚、張力が設定値となるように圧下位置、
ロール速度等の各種アクチュエータ操作量を変更し、被
圧延材先端以後は板厚フィードバック制御、張力フィー
ドバック制御で目標板厚、目標張力となるように制御さ
れる。
【０００３】このとき、被圧延材の特性のばらつき、圧
延モデル誤差及びロール磨耗度の予測誤差等により、上
述した所定のモータパワーバランス、圧延荷重バランス
と実際の圧延状態（モータパワーバランス、圧延荷重バ
ランス）には誤差が生じてモータパワーアンバランス、
圧延荷重アンバランスが発生する。
延モデル誤差及びロール磨耗度の予測誤差等により、上
述した所定のモータパワーバランス、圧延荷重バランス
と実際の圧延状態（モータパワーバランス、圧延荷重バ
ランス）には誤差が生じてモータパワーアンバランス、
圧延荷重アンバランスが発生する。
【０００４】この誤差を修正し、モータパワーバラン
ス、圧延荷重バランスの異常を回避する方法としては、
例えば、特開昭６３−２４８５０５号公報に記載のよう
に、モータトルク、圧延荷重目標値の誤差を最小とする
ように板厚目標を修正して各圧延スタンドの負荷配分を
修正する方法や、特開昭６０−２０６５１０号公報に記
載のように、圧延スタンドの振動の変化からスリップを
予測して各圧延スタンドの負荷配分を修正することでス
リップを回避する方法等が知られている。
ス、圧延荷重バランスの異常を回避する方法としては、
例えば、特開昭６３−２４８５０５号公報に記載のよう
に、モータトルク、圧延荷重目標値の誤差を最小とする
ように板厚目標を修正して各圧延スタンドの負荷配分を
修正する方法や、特開昭６０−２０６５１０号公報に記
載のように、圧延スタンドの振動の変化からスリップを
予測して各圧延スタンドの負荷配分を修正することでス
リップを回避する方法等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の負荷配分修正方法では、現在の圧延状態の実績値に基
づいて各圧延スタンドの負荷アンバランスを計算して負
荷配分を修正するように板厚目標値を変更する方法が採
られているが、例えば、冷間圧延においては被圧延材先
端での低速圧延時と被圧延材中央部での高速／中速圧延
時とではロールと材料との潤滑状態の変化により圧延状
態が変化するため、被圧延材先端の低速圧延状態で負荷
アンバランスを修正するよう板厚目標値を変更した結
果、高速になった時、再度板厚修正が必要になることが
ある。
の負荷配分修正方法では、現在の圧延状態の実績値に基
づいて各圧延スタンドの負荷アンバランスを計算して負
荷配分を修正するように板厚目標値を変更する方法が採
られているが、例えば、冷間圧延においては被圧延材先
端での低速圧延時と被圧延材中央部での高速／中速圧延
時とではロールと材料との潤滑状態の変化により圧延状
態が変化するため、被圧延材先端の低速圧延状態で負荷
アンバランスを修正するよう板厚目標値を変更した結
果、高速になった時、再度板厚修正が必要になることが
ある。
【０００６】これは板厚の修正が最終スタンド板厚制御
にとって外乱となることを考えると、該板厚修正により
板厚不良を増加させるという問題につながる。また、冷
間圧延の前工程である熱間圧延での被圧延材の先尾端部
の非定常状態では、板厚や巻き取り温度等が中央部の定
常状態と多少異なるため、冷間圧延での被圧延材先端と
中央部とでは機械的性質が異なることがあり、冷間圧延
の被圧延材先端の負荷アンバランスを修正した結果、被
圧延材中央部で再度板厚修正を要することになり、この
場合も上記同様に該板厚修正により板厚不良を増加させ
るという問題につながる。
にとって外乱となることを考えると、該板厚修正により
板厚不良を増加させるという問題につながる。また、冷
間圧延の前工程である熱間圧延での被圧延材の先尾端部
の非定常状態では、板厚や巻き取り温度等が中央部の定
常状態と多少異なるため、冷間圧延での被圧延材先端と
中央部とでは機械的性質が異なることがあり、冷間圧延
の被圧延材先端の負荷アンバランスを修正した結果、被
圧延材中央部で再度板厚修正を要することになり、この
場合も上記同様に該板厚修正により板厚不良を増加させ
るという問題につながる。
【０００７】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、最終スタンド出側板厚制御にとって
外乱となるドラフトスケジュール変更を必要最小限に抑
えて板厚の乱れを最小限に留めた負荷バランス制御を行
うことができるタンデム圧延機の圧延制御方法を提供す
るものである。
されたものであり、最終スタンド出側板厚制御にとって
外乱となるドラフトスケジュール変更を必要最小限に抑
えて板厚の乱れを最小限に留めた負荷バランス制御を行
うことができるタンデム圧延機の圧延制御方法を提供す
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１に係るタンデム圧延機の圧延制御方法
は、タンデム圧延機の圧延制御方法であって、各圧延ス
タンドの圧延状態を検出するセンサの出力に基づいて現
在の圧延状態の異常度を演算すると共に、現在の被圧延
材の圧延部分以後の圧延状態の予測モデルに基づいて将
来の圧延状態の異常度を演算し、前記現在の圧延状態の
異常度、前記将来の圧延状態の異常度及び知識データベ
ースに基づいて現在のドラフトスケジュールを修正する
か否かの判断を行うと共に、修正要と判断した際の修正
量を演算し、これにより、最終スタンド以外の各スタン
ドの出側板厚目標値及び各スタンド間張力目標値を修正
することを特徴とする。
めに、請求項１に係るタンデム圧延機の圧延制御方法
は、タンデム圧延機の圧延制御方法であって、各圧延ス
タンドの圧延状態を検出するセンサの出力に基づいて現
在の圧延状態の異常度を演算すると共に、現在の被圧延
材の圧延部分以後の圧延状態の予測モデルに基づいて将
来の圧延状態の異常度を演算し、前記現在の圧延状態の
異常度、前記将来の圧延状態の異常度及び知識データベ
ースに基づいて現在のドラフトスケジュールを修正する
か否かの判断を行うと共に、修正要と判断した際の修正
量を演算し、これにより、最終スタンド以外の各スタン
ドの出側板厚目標値及び各スタンド間張力目標値を修正
することを特徴とする。
【０００９】請求項２に係るタンデム圧延機の圧延制御
方法は、前記予測モデルは各圧延スタンドの現在の圧延
状態から速度変化後の予測圧延状態、及び前工程での処
理実績を基にした現在の被圧延材の圧延部分以後の予測
圧延状態を有することを特徴とする。
方法は、前記予測モデルは各圧延スタンドの現在の圧延
状態から速度変化後の予測圧延状態、及び前工程での処
理実績を基にした現在の被圧延材の圧延部分以後の予測
圧延状態を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の実施
の形態の一例であるタンデム圧延機の圧延制御方法を説
明するためのブロック図、図２は負荷アンバランス異常
度の算出方法を説明するためのブロック図、図３は負荷
アンバランス異常度関数の一例を示すグラフ図、図４は
本実施形態の圧延制御方法を説明するためのフローチャ
ート図、図５は負荷バランス制御を説明するためのグラ
フ図である。
を図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の実施
の形態の一例であるタンデム圧延機の圧延制御方法を説
明するためのブロック図、図２は負荷アンバランス異常
度の算出方法を説明するためのブロック図、図３は負荷
アンバランス異常度関数の一例を示すグラフ図、図４は
本実施形態の圧延制御方法を説明するためのフローチャ
ート図、図５は負荷バランス制御を説明するためのグラ
フ図である。
【００１１】図１を参照して、この実施の形態の圧延制
御方法は、各圧延スタンドの現在の圧延状態（圧延荷
重、モータパワー）を検出し、目標負荷（圧延荷重、モ
ータパワー）バランスとの誤差から現在の圧延負荷アン
バランスの異常度を演算すると共に、現在の圧延状態と
設定速度（モータの最高速度、初期設定ドラフトでのモ
ータパワーから計算される圧延速度）から加速後の予測
圧延状態及び前工程での操業実績を基にした現在の被圧
延材の圧延部分以後の予測圧延状態を有する予測モデル
に基づいて将来の圧延負荷アンバランスの異常度を演算
し、現在の負荷アンバランス異常度、将来の負荷アンバ
ランス異常度及び知識データベースを基に負荷アンバラ
ンス修正必要度と修正量を算出し、該修正必要度の大き
い場合のみ負荷アンバランスを修正する方向にドラフト
スケジュール（各スタンド圧下率）を変更して最終スタ
ンド以外の各スタンドの出側板厚目標値及び各スタンド
間張力目標値を修正することにより、コイル先端、低速
圧延時等の過渡的な負荷アンバランスと圧延モデル誤差
等に起因するドラフト設定誤差による負荷アンバランス
とを区別できるようにして、最終スタンドの出側板厚へ
の外乱となるドラフトスケジュール変更を必要最小限に
抑えて板厚の乱れを最小限に留めた負荷バランス一定制
御が行えるようにしたものである。
御方法は、各圧延スタンドの現在の圧延状態（圧延荷
重、モータパワー）を検出し、目標負荷（圧延荷重、モ
ータパワー）バランスとの誤差から現在の圧延負荷アン
バランスの異常度を演算すると共に、現在の圧延状態と
設定速度（モータの最高速度、初期設定ドラフトでのモ
ータパワーから計算される圧延速度）から加速後の予測
圧延状態及び前工程での操業実績を基にした現在の被圧
延材の圧延部分以後の予測圧延状態を有する予測モデル
に基づいて将来の圧延負荷アンバランスの異常度を演算
し、現在の負荷アンバランス異常度、将来の負荷アンバ
ランス異常度及び知識データベースを基に負荷アンバラ
ンス修正必要度と修正量を算出し、該修正必要度の大き
い場合のみ負荷アンバランスを修正する方向にドラフト
スケジュール（各スタンド圧下率）を変更して最終スタ
ンド以外の各スタンドの出側板厚目標値及び各スタンド
間張力目標値を修正することにより、コイル先端、低速
圧延時等の過渡的な負荷アンバランスと圧延モデル誤差
等に起因するドラフト設定誤差による負荷アンバランス
とを区別できるようにして、最終スタンドの出側板厚へ
の外乱となるドラフトスケジュール変更を必要最小限に
抑えて板厚の乱れを最小限に留めた負荷バランス一定制
御が行えるようにしたものである。
【００１２】以下、負荷バランスとしてモータパワーバ
ランスを例に採って詳述する。負荷アンバランス異常度
の算出方法としては、例えば、図２に示す方法を用い
る。図２において、入力ΔＰi は現在のｉスタンドのモ
ータパワーアンバランス度を表す指数（負荷アンバラン
ス率）で（１）式のように求められる。同様に将来のｉ
スタンドのモータパワーアンバランス度を表す指数ΔＰ
* i も（２）式で求められる。 ここで、Ｐacti：ｉスタンドのモータパワー実績値 Ｐrefi：ｉスタンドのモータパワー設定値 Ｐactj：ｊスタンドのモータパワー実績値 Ｐrefj：ｊスタンドのモータパワー設定値 ここで、Ｐ* j：ｊスタンドの将来のモータパワー予測
値 このモータパワーアンバランス度指数ΔＰi ，ΔＰ* i
を用いて負荷アンバランス異常度を求める方法として
は、圧延操業の知識データベースを基にした以下の方法
をとる。スタンド別の圧延負荷異常度算出 ｉスタンドの異常度を負荷大の方向の異常度ｘ+iと負荷
小の方向の異常度ｘ-iとに分け、それぞれ知識データベ
ースに基づいて予め設定しておいたΔＰi の関数ｆ
+i（・），ｆ-i（・）を用いて計算する。
ランスを例に採って詳述する。負荷アンバランス異常度
の算出方法としては、例えば、図２に示す方法を用い
る。図２において、入力ΔＰi は現在のｉスタンドのモ
ータパワーアンバランス度を表す指数（負荷アンバラン
ス率）で（１）式のように求められる。同様に将来のｉ
スタンドのモータパワーアンバランス度を表す指数ΔＰ
* i も（２）式で求められる。 ここで、Ｐacti：ｉスタンドのモータパワー実績値 Ｐrefi：ｉスタンドのモータパワー設定値 Ｐactj：ｊスタンドのモータパワー実績値 Ｐrefj：ｊスタンドのモータパワー設定値 ここで、Ｐ* j：ｊスタンドの将来のモータパワー予測
値 このモータパワーアンバランス度指数ΔＰi ，ΔＰ* i
を用いて負荷アンバランス異常度を求める方法として
は、圧延操業の知識データベースを基にした以下の方法
をとる。スタンド別の圧延負荷異常度算出 ｉスタンドの異常度を負荷大の方向の異常度ｘ+iと負荷
小の方向の異常度ｘ-iとに分け、それぞれ知識データベ
ースに基づいて予め設定しておいたΔＰi の関数ｆ
+i（・），ｆ-i（・）を用いて計算する。
【００１３】ｘ+i＝ｆ+i（ΔＰi ）…（３） ｘ-i＝ｆ-i（ΔＰi ）…（４） 同様にｉスタンドの将来の異常度ｘ* +i，ｘ* -iもΔＰ
* i の関数ｆ* +i（・），ｆ* -i（・）を用いて計算す
る。
* i の関数ｆ* +i（・），ｆ* -i（・）を用いて計算す
る。
【００１４】ｘ* +i＝ｆ* +i（ΔＰ* i ）…（５） ｘ* -i＝ｆ* -i（ΔＰ* i ）…（６） ここで、ｆ+i，ｆ-i，ｆ* +i，ｆ* -iは“０”から
“１”までの間の値をとる関数で、ファジー制御でいう
ところのメンバーシップ関数にあたる（図３参照）。
“１”までの間の値をとる関数で、ファジー制御でいう
ところのメンバーシップ関数にあたる（図３参照）。
【００１５】この現在及び将来の異常度ｘ+i，ｘ-i，ｘ
* +i，ｘ* -iを用いて、ｉスタンド負荷アンバランス異
常度ｙi を次式から求める。 ｙi ＝ｍａｘ｛ｘ+i×ｘ* +i，ｘ-i×ｘ* -i｝…（７） 尚、現在の圧延状況が被圧延材の先端であるか、或いは
中央部であるか等によって、現在及び将来の負荷アンバ
ランス率の異常度に及ぼす影響を変える場合には、関数
ｆ* +i，ｆ* -iの形を変えることで対応できる。負荷アンバランス修正必要度の算出 負荷アンバランス修正必要度ｚは、例えば各スタンドの
負荷アンバランス異常度ｙi の最大値とする方法（８）
式や、重み付代数和とする方法（９）式をとる。
* +i，ｘ* -iを用いて、ｉスタンド負荷アンバランス異
常度ｙi を次式から求める。 ｙi ＝ｍａｘ｛ｘ+i×ｘ* +i，ｘ-i×ｘ* -i｝…（７） 尚、現在の圧延状況が被圧延材の先端であるか、或いは
中央部であるか等によって、現在及び将来の負荷アンバ
ランス率の異常度に及ぼす影響を変える場合には、関数
ｆ* +i，ｆ* -iの形を変えることで対応できる。負荷アンバランス修正必要度の算出 負荷アンバランス修正必要度ｚは、例えば各スタンドの
負荷アンバランス異常度ｙi の最大値とする方法（８）
式や、重み付代数和とする方法（９）式をとる。
【００１６】ｚ＝ｍａｘ（ｙi ）…（８） ドラフト修正量の計算 負荷アンバランス修正必要度ｚがしきい値ｚ0 より大の
とき、スケジュール修正要と判定し、ドラフト修正量を
計算する。以下、ドラフトスケジュール修正方法の一例
を示す。 ｉ）ｙi が最大のスタンド（ｋスタンド）の現在及び将
来の負荷アンバランス率ΔＰk ，ΔＰ* k を求め、ｋス
タンドの圧下率修正量（Δｒk ）を Δｒk ＝ｇ1k・ｇzk（ｚ）・（ｇ2kΔＰk ＋ｇ3kΔＰ* k ）…（１０） とする。
とき、スケジュール修正要と判定し、ドラフト修正量を
計算する。以下、ドラフトスケジュール修正方法の一例
を示す。 ｉ）ｙi が最大のスタンド（ｋスタンド）の現在及び将
来の負荷アンバランス率ΔＰk ，ΔＰ* k を求め、ｋス
タンドの圧下率修正量（Δｒk ）を Δｒk ＝ｇ1k・ｇzk（ｚ）・（ｇ2kΔＰk ＋ｇ3kΔＰ* k ）…（１０） とする。
【００１７】ここで、ｇ1k＝ｇ10k ・（∂ｒk ／∂ΔＰ
k ）、但し、ｇ10k は固定ゲイン（０＜ｇ10k ＜１） ここで、ｇzk（ｚ）はｚの関数（但し、０＜ｇzk＜１）
であり、最も簡単な例としてｇzk（ｚ）＝ｚがある。
k ）、但し、ｇ10k は固定ゲイン（０＜ｇ10k ＜１） ここで、ｇzk（ｚ）はｚの関数（但し、０＜ｇzk＜１）
であり、最も簡単な例としてｇzk（ｚ）＝ｚがある。
【００１８】尚、ｇ2k, ｇ3kは将来、現在のバランス修
正量の重み（ｇ2k＋ｇ3k＝１、０＜ｇ2k＜１、０＜ｇ3k
＜１）である。 ii）ｋスタンド以外の圧下率の求め方 被圧延材の入側板厚と出側板厚とから全体の圧下率ｒ0
は決まるので、ドラフト修正しても、 という関係は成立しなければならない。
正量の重み（ｇ2k＋ｇ3k＝１、０＜ｇ2k＜１、０＜ｇ3k
＜１）である。 ii）ｋスタンド以外の圧下率の求め方 被圧延材の入側板厚と出側板厚とから全体の圧下率ｒ0
は決まるので、ドラフト修正しても、 という関係は成立しなければならない。
【００１９】ｋスタンド以外の修正後の圧下率（ｒj ＋
Δｒj ）を １−（ｒj ＋Δｒj ）＝α（１−ｒj ）…（１３） とすると、（但し、ｊ≠ｋ、ｒj は修正前の圧下率（ｊ
スタンド）） ∴α＝｛（１−ｒk ）／（１−ｒk −Δｒk ）｝
1/(n-1) となり、ｋスタンド以外の圧下率修正量は、 Δｒj ＝ｒj −１＋｛（１−ｒk ）／（１−ｒk −Δｒk ）｝1/(n-1) ・（ １−ｒj ） …（１４） となる。
Δｒj ）を １−（ｒj ＋Δｒj ）＝α（１−ｒj ）…（１３） とすると、（但し、ｊ≠ｋ、ｒj は修正前の圧下率（ｊ
スタンド）） ∴α＝｛（１−ｒk ）／（１−ｒk −Δｒk ）｝
1/(n-1) となり、ｋスタンド以外の圧下率修正量は、 Δｒj ＝ｒj −１＋｛（１−ｒk ）／（１−ｒk −Δｒk ）｝1/(n-1) ・（ １−ｒj ） …（１４） となる。
【００２０】 この修正量の計算方法は、負荷アンバラン
ス率が最大のスタンドについては、負荷アンバランスが
解消するように圧下率を変更し、その他のスタンドは負
荷アンバランスが最大のスタンドの圧下率を変更したこ
とにより生じた圧下率変更量を均等に配分したものであ
る。
ス率が最大のスタンドについては、負荷アンバランスが
解消するように圧下率を変更し、その他のスタンドは負
荷アンバランスが最大のスタンドの圧下率を変更したこ
とにより生じた圧下率変更量を均等に配分したものであ
る。
【００２１】図４にこの実施の形態における負荷バラン
ス一定制御方法のフローチャート図を示す。まず、各ス
タンドセンサの実績値からモータパワーを計算し、現在
の負荷アンバランス率（ΔＰi ）を求める。次に、現材
の被圧延材の今後の速度変化、及び前工程実績に基づく
コイル長さ方向の機械的性質の今後の変化を加味した将
来の負荷を予測計算し、将来の負荷アンバランス率（Δ
Ｐ* i ）を計算する。次いで、上述した（３）〜（７）
式によって各スタンドの負荷アンバランス異常度ｙi を
計算し、次いで、（８）式による負荷アンバランス率修
正必要度ｚを計算し、ｚ＞ｚ0 の場合はドラフト修正量
を計算して板厚及び張力フィードバック制御の目標値を
修正する。ｚ＜ｚ0 の場合はドラフトを修正せず終了す
る。
ス一定制御方法のフローチャート図を示す。まず、各ス
タンドセンサの実績値からモータパワーを計算し、現在
の負荷アンバランス率（ΔＰi ）を求める。次に、現材
の被圧延材の今後の速度変化、及び前工程実績に基づく
コイル長さ方向の機械的性質の今後の変化を加味した将
来の負荷を予測計算し、将来の負荷アンバランス率（Δ
Ｐ* i ）を計算する。次いで、上述した（３）〜（７）
式によって各スタンドの負荷アンバランス異常度ｙi を
計算し、次いで、（８）式による負荷アンバランス率修
正必要度ｚを計算し、ｚ＞ｚ0 の場合はドラフト修正量
を計算して板厚及び張力フィードバック制御の目標値を
修正する。ｚ＜ｚ0 の場合はドラフトを修正せず終了す
る。
【００２２】次に、将来の負荷（圧延荷重、モータパワ
ー）の予測方法について説明する。一般に冷間圧延で
は、圧延速度が変化すると、ワークロールと被圧延材と
の間の潤滑性が変化し、その結果として、圧延スタンド
入側、出側の張力及び板厚が一定の場合は圧延荷重が変
化する。これは圧延荷重モデル上では摩擦係数の速度依
存性として表される。また、材料の変形抵抗も歪み速度
の影響を受けるので、速度によって変化する。摩擦係数
の速度依存性は過去の圧延データを基に回帰式等を用い
てモデル化可能であり、また、変形抵抗の速度依存性も
モデル化できることは既に知られている（“板圧延の理
論と実際 ”日本鉄鋼協会編）。
ー）の予測方法について説明する。一般に冷間圧延で
は、圧延速度が変化すると、ワークロールと被圧延材と
の間の潤滑性が変化し、その結果として、圧延スタンド
入側、出側の張力及び板厚が一定の場合は圧延荷重が変
化する。これは圧延荷重モデル上では摩擦係数の速度依
存性として表される。また、材料の変形抵抗も歪み速度
の影響を受けるので、速度によって変化する。摩擦係数
の速度依存性は過去の圧延データを基に回帰式等を用い
てモデル化可能であり、また、変形抵抗の速度依存性も
モデル化できることは既に知られている（“板圧延の理
論と実際 ”日本鉄鋼協会編）。
【００２３】従って、現在の圧延速度とモータの最高速
度等から予め計算された現在の被圧延材の最高圧延速度
から現在の摩擦係数、変形抵抗及び将来（最高圧延速
度）の摩擦係数、変形抵抗は計算できる。
度等から予め計算された現在の被圧延材の最高圧延速度
から現在の摩擦係数、変形抵抗及び将来（最高圧延速
度）の摩擦係数、変形抵抗は計算できる。
【００２４】被圧延材の変形抵抗は、成分、温度等が同
じであっても結晶粒径の大きさ等によって違いが生じる
ことは良く知られた事実であり、従って、例えば冷間圧
延の場合、前工程である熱間圧延の製造状態（巻き取り
温度等）によってコイルの先尾端部と中央部とでは変形
抵抗が違う場合がある。
じであっても結晶粒径の大きさ等によって違いが生じる
ことは良く知られた事実であり、従って、例えば冷間圧
延の場合、前工程である熱間圧延の製造状態（巻き取り
温度等）によってコイルの先尾端部と中央部とでは変形
抵抗が違う場合がある。
【００２５】コイルの先尾端部は、板厚誤差も比較的大
きく、これも冷間圧延においては、該先尾端部と中央部
との材料の機械的性質の違いとして現れる。よって、予
め熱間圧延での製造状態と冷間圧延での変形抵抗との関
係を回帰式等で調査しておけば、現在の圧延部位が中央
部より以前であれば、現在の圧延部位の熱間圧延製造状
態と中央部の圧延状態との違いから変形抵抗の変化は予
測できる。また、板厚の変化は板厚計の実績値から知る
ことができる。
きく、これも冷間圧延においては、該先尾端部と中央部
との材料の機械的性質の違いとして現れる。よって、予
め熱間圧延での製造状態と冷間圧延での変形抵抗との関
係を回帰式等で調査しておけば、現在の圧延部位が中央
部より以前であれば、現在の圧延部位の熱間圧延製造状
態と中央部の圧延状態との違いから変形抵抗の変化は予
測できる。また、板厚の変化は板厚計の実績値から知る
ことができる。
【００２６】以上より、将来の圧延荷重及びモータパワ
ーは、荷重モデル、パワーモデルを使って以下のように
求められる。 摩擦係数μ* ＝μ＋Δμ 但し、μは現在の摩擦係数（モデル値）、Δμは速度変
化による摩擦係数変化量（モデル値）、* は将来予測値 変形抵抗ｋ* ＝αkMID（ｋ＋Δｋ＋ΔｋH ）／αkNOW 但し、ｋは現在の変形抵抗（モデル値）、Δｋは速度変
化による変形抵抗変化量（モデル）、αkMIDは前工程製
造状態による中央部の変形抵抗補正値、αkNOWは前工程
製造状態による現圧延部の変形抵抗補正値、ΔｋH は母
板厚の現圧延部と中央部の違いによる変形抵抗変化量、
* は将来予測値圧延荷重 （荷重モデル式…例えばＨｉｌｌの式等が知ら
れている。） Ｆ＝ｆF （ｋ，μ，Ｈ，ｈ，ｔb ，ｔf , Ｒ） 但し、Ｆは荷重、ｋは変形抵抗、μは摩擦係数、Ｈは入
側板厚、ｈは出側板厚、ｔb は入側張力（ユニット）、
ｔf は出側張力（ユニット）、Ｒはワークロール径（半
径）とすると、 Ｆ* ＝Ｆact ×ｆF （ｋ* ，μ* ，Ｈ，ｈ，ｔb ，
ｔf , Ｒ）／Ｆ 但し、Ｆact は荷重実績値、Ｆは荷重計算値（現状態）
モータパワー（パワーモデル…“板圧延の理論と実際”
参照） Ｐ＝（ａG ・Ｆ＋Ｒ（Ｔb −Ｔf ）＋ＧM ）・ｖR 但し、Ｐはモータパワー（Ｗ）、ａG はトルクアーム
（ｍ）、Ｆは荷重（Ｎ）、Ｒはワークロール半径
（ｍ）、Ｔb は入側張力（トータル）（Ｎ）、Ｔf は出
側張力（トータル）（Ｎ）、ＧM はメカロストルク（Ｎ
ｍ）、ｖR は速度（ｒａｄ／ｓｅｃ） Ｐ* ＝（（ａGact／ａG ）・ａ* G ・Ｆ* ＋Ｒ（Ｔb −
Ｔf ）＋Ｇ* M ）・ｖ * R ａGact＝｛（Ｐact ／ｖR ）−Ｒ（Ｔb −Ｔf ）−
ＧM ｝／Ｆact 但し、Ｐact はパワー実績、Ｆact は荷重実績、ａG は
ロール径、荷重、圧下量等の関数、* は将来予測値 このようにして、現材の圧延状態から将来の負荷予測値
を計算する。
ーは、荷重モデル、パワーモデルを使って以下のように
求められる。 摩擦係数μ* ＝μ＋Δμ 但し、μは現在の摩擦係数（モデル値）、Δμは速度変
化による摩擦係数変化量（モデル値）、* は将来予測値 変形抵抗ｋ* ＝αkMID（ｋ＋Δｋ＋ΔｋH ）／αkNOW 但し、ｋは現在の変形抵抗（モデル値）、Δｋは速度変
化による変形抵抗変化量（モデル）、αkMIDは前工程製
造状態による中央部の変形抵抗補正値、αkNOWは前工程
製造状態による現圧延部の変形抵抗補正値、ΔｋH は母
板厚の現圧延部と中央部の違いによる変形抵抗変化量、
* は将来予測値圧延荷重 （荷重モデル式…例えばＨｉｌｌの式等が知ら
れている。） Ｆ＝ｆF （ｋ，μ，Ｈ，ｈ，ｔb ，ｔf , Ｒ） 但し、Ｆは荷重、ｋは変形抵抗、μは摩擦係数、Ｈは入
側板厚、ｈは出側板厚、ｔb は入側張力（ユニット）、
ｔf は出側張力（ユニット）、Ｒはワークロール径（半
径）とすると、 Ｆ* ＝Ｆact ×ｆF （ｋ* ，μ* ，Ｈ，ｈ，ｔb ，
ｔf , Ｒ）／Ｆ 但し、Ｆact は荷重実績値、Ｆは荷重計算値（現状態）
モータパワー（パワーモデル…“板圧延の理論と実際”
参照） Ｐ＝（ａG ・Ｆ＋Ｒ（Ｔb −Ｔf ）＋ＧM ）・ｖR 但し、Ｐはモータパワー（Ｗ）、ａG はトルクアーム
（ｍ）、Ｆは荷重（Ｎ）、Ｒはワークロール半径
（ｍ）、Ｔb は入側張力（トータル）（Ｎ）、Ｔf は出
側張力（トータル）（Ｎ）、ＧM はメカロストルク（Ｎ
ｍ）、ｖR は速度（ｒａｄ／ｓｅｃ） Ｐ* ＝（（ａGact／ａG ）・ａ* G ・Ｆ* ＋Ｒ（Ｔb −
Ｔf ）＋Ｇ* M ）・ｖ * R ａGact＝｛（Ｐact ／ｖR ）−Ｒ（Ｔb −Ｔf ）−
ＧM ｝／Ｆact 但し、Ｐact はパワー実績、Ｆact は荷重実績、ａG は
ロール径、荷重、圧下量等の関数、* は将来予測値 このようにして、現材の圧延状態から将来の負荷予測値
を計算する。
【００２７】最後に図５の制御例を使って動作説明をす
る。図５は５スタンドタンデムミルで、２，３，４スタ
ンド（以下、２ｓｔｄ、３ｓｔｄ、４ｓｔｄとする）の
負荷バランスをとるように、２ｓｔｄ、３ｓｔｄ出側板
厚を変更制御した例である（目標パワー比は１：１：
１）。
る。図５は５スタンドタンデムミルで、２，３，４スタ
ンド（以下、２ｓｔｄ、３ｓｔｄ、４ｓｔｄとする）の
負荷バランスをとるように、２ｓｔｄ、３ｓｔｄ出側板
厚を変更制御した例である（目標パワー比は１：１：
１）。
【００２８】では、２ｓｔｄのパワーが高く、４ｓｔ
ｄのパワーが低い。また、高速になってもモータパワー
のアンバランスが残ることが予測されるため、４ｓｔｄ
の圧下率が高くなるように３ｓｔｄ出側板厚を厚くなる
方向に変更している。
ｄのパワーが低い。また、高速になってもモータパワー
のアンバランスが残ることが予測されるため、４ｓｔｄ
の圧下率が高くなるように３ｓｔｄ出側板厚を厚くなる
方向に変更している。
【００２９】では、速度は既に高速域にあり、また、
コイルの中央部なので現在の圧延状態と将来の圧延状態
の予測値には差はない。ここでも、負荷アンバランスが
残っているので、板厚を修正して各スタンドのモータパ
ワー比が目標値となるように制御する。
コイルの中央部なので現在の圧延状態と将来の圧延状態
の予測値には差はない。ここでも、負荷アンバランスが
残っているので、板厚を修正して各スタンドのモータパ
ワー比が目標値となるように制御する。
【００３０】では、負荷のアンバランスが少しある
が、将来の負荷アンバランス（の部分）の予測では、
アンバランスが小さいので、ここでは板厚を変更せずに
圧延をしている。
が、将来の負荷アンバランス（の部分）の予測では、
アンバランスが小さいので、ここでは板厚を変更せずに
圧延をしている。
【００３１】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
では、現在の圧延状態の異常度、将来の圧延状態の異常
度及び知識データベースに基づいて現在のドラフトスケ
ジュールを修正するか否かの判断を行うと共に、修正要
と判断した際の修正量を演算して最終スタンド以外の各
スタンドの出側板厚目標値及び各スタンド間張力目標値
を修正するようにしているので、コイル先端、低速圧延
時等の過渡的な負荷アンバランスと圧延モデル誤差等に
起因するドラフト設定誤差による負荷アンバランスとを
区別することができ、この結果、最終スタンド出側板厚
制御にとって外乱となるドラフトスケジュール変更を必
要最小限に抑えて板厚の乱れを最小限に留めた負荷バラ
ンス制御を行うことができるという効果が得られる。
では、現在の圧延状態の異常度、将来の圧延状態の異常
度及び知識データベースに基づいて現在のドラフトスケ
ジュールを修正するか否かの判断を行うと共に、修正要
と判断した際の修正量を演算して最終スタンド以外の各
スタンドの出側板厚目標値及び各スタンド間張力目標値
を修正するようにしているので、コイル先端、低速圧延
時等の過渡的な負荷アンバランスと圧延モデル誤差等に
起因するドラフト設定誤差による負荷アンバランスとを
区別することができ、この結果、最終スタンド出側板厚
制御にとって外乱となるドラフトスケジュール変更を必
要最小限に抑えて板厚の乱れを最小限に留めた負荷バラ
ンス制御を行うことができるという効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態の一例であるタンデム圧延
機の圧延制御方法を説明するためのブロック図である。
機の圧延制御方法を説明するためのブロック図である。
【図２】負荷アンバランス異常度の算出方法を説明する
ためのブロック図である。
ためのブロック図である。
【図３】負荷アンバランス異常度関数の一例を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図４】本実施形態の圧延制御方法を説明するためのフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図５】負荷バランス制御を説明するためのグラフ図で
ある。
ある。
ΔＰi …現在の負荷アンバランス率 ΔＰ* i …将来の負荷アンバランス率 ｙi …各スタンドの負荷アンバランス異常度 ｚ…負荷アンバランス率修正必要度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 尚史 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 後藤 俊二 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 服部 哲 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 片山 恭紀 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内
Claims (2)
- 【請求項１】 タンデム圧延機の圧延制御方法であっ
て、各圧延スタンドの圧延状態を検出するセンサの出力
に基づいて現在の圧延状態の異常度を演算すると共に、
現在の被圧延材の圧延部分以後の圧延状態の予測モデル
に基づいて将来の圧延状態の異常度を演算し、前記現在
の圧延状態の異常度、前記将来の圧延状態の異常度及び
知識データベースに基づいて現在のドラフトスケジュー
ルを修正するか否かの判断を行うと共に、修正要と判断
した際の修正量を演算し、これにより、最終スタンド以
外の各スタンドの出側板厚目標値及び各スタンド間張力
目標値を修正することを特徴とするタンデム圧延機の圧
延制御方法。 - 【請求項２】 前記予測モデルは各圧延スタンドの現在
の圧延状態から速度変化後の予測圧延状態、及び前工程
での処理実績を基にした現在の被圧延材の圧延部分以後
の予測圧延状態を有することを特徴とする請求項１記載
のタンデム圧延機の圧延制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164777A JPH105832A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | タンデム圧延機の圧延制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164777A JPH105832A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | タンデム圧延機の圧延制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH105832A true JPH105832A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15799750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8164777A Pending JPH105832A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | タンデム圧延機の圧延制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH105832A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114749494A (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 株式会社日立制作所 | 工厂设备控制装置、工厂设备控制方法以及程序 |
| KR20230017499A (ko) * | 2021-07-28 | 2023-02-06 | 현대제철 주식회사 | 조압연 공정 제어 방법 |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP8164777A patent/JPH105832A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114749494A (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 株式会社日立制作所 | 工厂设备控制装置、工厂设备控制方法以及程序 |
| KR20230017499A (ko) * | 2021-07-28 | 2023-02-06 | 현대제철 주식회사 | 조압연 공정 제어 방법 |
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