JPH11267724A

JPH11267724A - タンデム圧延機の板厚制御方法及びその制御装置

Info

Publication number: JPH11267724A
Application number: JP10067371A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Fukaya; 敏弘深谷; Hiroyuki Serio; 浩之芹生
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延バランスを悪化させずに被圧延材の厚み
の偏差を解消でき、従来よりも制御範囲の拡大が図れる
タンデム圧延機の板厚制御装置の提供。【解決手段】厚み計１７は、測定した被圧延材の板厚
と目標値から板厚偏差を求め、除算器２０は、その板厚
偏差を目標の板厚で除算する。ＰＩＤコントローラ４１
は、除算器２０の出力に応じてモータ１５を速度制御
し、ワークロール９の速度制御を行う。ＰＩＤコントロ
ーラ４１の出力の一部は、各比率設定器４２〜４４によ
りＰＩＤコントローラ４８〜５０に配分されて、これが
ＰＩＤコントローラ４８〜５０の制御目標値となる。各
ＰＩＤコントローラ４８〜５０は、その各制御目標値に
基づき、各モータ１２〜１４の速度を制御するので、ワ
ークロール６〜８が速度制御される。ＰＩＤコントロー
ラ４１、４８〜５０の各制御ゲインは、移送時間演算器
５１〜５４の出力信号に応じて逐次変更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のスタンドが
タンデムに配置されて被圧延材を冷間圧延するタンデム
圧延機における板厚制御方法、およびその制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タンデム冷間圧延機における板厚
制御に関しては、従来から各種の方式が提案され、かつ
実施されている。特に、その中でもスタンドの出側（出
口側）に設置された厚み計が被圧延材の板厚を測定し、
この測定値と目標値とから板厚偏差信号を求め、この求
めた板厚偏差信号に基づいて厚み計よりも上流に配置さ
れたスタンドのロールの速度を操作するフィードバック
方式の板厚制御は、最終スタンドの出側の板厚を制御す
る上で、現在でも板厚制御の中心的な機能として位置付
けられている。

【０００３】図４は、従来からのフィードバック方式の
板厚制御を、第１スタンド１から第５スタンド５の５つ
のスタンドを備えたタンデム圧延機で実施している例を
示す。この第１スタンド１から第５スタンド５は、被圧
延材（帯板）ａを挟む一対からなるワークロール６〜１
０と、このワークロール６〜１０をそれぞれバックアッ
プする一対からなるバックアップロール１１とを備えて
いる。ワークロール６〜１０は、モータ１２〜１６によ
り駆動されるように構成されている。また、被圧延部材
ａは、図４の矢印で示す方向に搬送されるようになって
る。

【０００４】この板厚制御装置では、最終の第５スタン
ド５の出側に厚み計１７を配置させ、この厚み計１７で
被圧延材ａの厚みを測定し、この測定値と目標値から厚
み計１７が板厚の偏差を求める。そして、その板厚偏差
を解消するために、ＰＩＤコントローラ１８で第５スタ
ンド（最終スタンド）のモータ１６の回転を操作するこ
とにより、第４スタンド４のワークロール９とスタンド
５のワークロール１０との速度比を変化させている。こ
の速度制御により、第４スタンド４と第５スタンド５の
間の被圧延材ａに作用する張力が変化し、主に第５スタ
ンド５における圧下率が変化するので、第５スタンド５
の出側板厚を所望の目標値にすることができる。

【０００５】ところで、近年では、タンデム圧延機の速
度制御装置を構築する上で、速度マスターとするスタン
ドを最終スタンドとする場合が増加しており、例えば５
スタンドからなるダンデム圧延機の第５スタンドを速度
マスターとし、第４スタンドのロールの速度を操作する
フィードバック方式の板厚制御を行う場合の例を図５に
示す。

【０００６】図５に示す板厚制御装置では、最終の第５
スタンド５の出側に配置した厚み計１７で被圧延材ａの
板厚を測定し、この測定値と目標値から厚み計１７が板
厚偏差を求める。そして、その板厚偏差を解消するため
に、速度マスターである第５スタンド５の上流に位置す
る第４スタンド４のワークロール９を駆動するモータ１
５の回転をＰＩＤコントローラ１９で操作することによ
り、第４スタンド４のワークロール９とスタンド５のワ
ークロール１０との速度比を変化させている。この速度
制御により、第４スタンド４と第５スタンド５の間の被
圧延材ａに作用する張力が変化し、主に第５スタンド５
の圧下率を変化させて板厚制御を行っている。

【０００７】また、この図５の板厚制御装置では、第４
スタンド４よりも上流側の第１スタンド１から第３スタ
ンド３の各ワークロール１２〜１４の速度が、第４スタ
ンド４のワークロール１５の速度変更の比率（ΔＶ₄／
Ｖ₄）と同じ速度比率となるように、即ち、ワークロー
ル１２〜１４の速度変更の比率ΔＶ₁／Ｖ₁、ΔＶ₂／
Ｖ₂、およびΔＶ₃／Ｖ₃が、ΔＶ₄／Ｖ₄と同じにな
るように自動変更し、第１スタンド１と第２スタンド２
の間、第２スタンド２と第３スタンド３の間、および第
３スタンド３と第４スタンド４の間の張力を変化させな
いようにしている。なお、この点の制御系については、
図５では省略されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
板厚制御では、図４に示すように第５スタンド５、また
は図５に示すように第４スタンド４というように、単独
のスタンドに制御出力が集中するので、全体の圧延バラ
ンスが悪化するなどの不都合がある。そこで、このよう
な不都合を解消するために行われているのが、図６に示
すような板厚制御である。

【０００９】図６に示す板厚制御装置では、最終の第５
スタンド５の出側に配置される厚み計１７で被圧延材ａ
の板厚を測定し、この測定値と目標値から厚み計１７が
板厚偏差Δｈを生成する。この生成された板厚偏差Δｈ
が除算器２０に供給されると、除算器２０はその板厚偏
差Δｈをあらかじめ設定されている目標値の板厚ｈで除
算し、この除算結果を比率設定器２１〜２４に供給す
る。比率設定器２１〜２４は、その除算結果に各分配係
数ｇ１〜ｇ４を乗じ、その結果を対応するＰＩＤコント
ローラ２５〜２８に供給する。

【００１０】ＰＩＤコントローラ２５〜２８は、その比
率設定器２１〜２４からの各出力信号に基づいて、第１
スタンド１から第４スタンド４のロール６〜９を駆動す
るモータ１２〜１５の回転を制御する操作信号を求め、
この求めた操作信号に基づいてモータ１２〜１５の回転
を制御する。また、移送時間演算器３１〜３４は、第２
スタンド２から第５スタンド５の各スタンドから厚み計
１７まで被圧延材ａが移送される各移送時間を、ライン
の速度に基づいて求める。例えば、移送時間演算器３１
は、第２スタンドから厚み計１７までの被圧延材ａの移
送時間を、ラインの速度に基づいて求める。

【００１１】前記ＰＩＤコントローラ２５〜２８の制御
ゲインは、移送時間演算器３１〜３４の求めた移送時間
に応じて、自動的に変更できるようになっている。ここ
で、前記移送時間演算器３１〜３４で求める各移送時間
は各スタンド毎に異なるので、第１スタンド１から第４
スタンド４までの各ワークロール１２〜１５の速度は異
なる時定数で制御されることになる。

【００１２】ところが、図６に示す板厚制御装置は、上
記の速度操作信号を第１スタンド１から第４スタンド４
の各スタンドに思うように分配することができなかっ
た。すなわち、第１スタンド１から第４スタンド４の各
ＰＩＤコントローラ２５〜２８の各制御ゲインは、スタ
ンドが上流側にあればあるほど制御ゲインを低下せざる
を得ず、例えば前段の第１スタンド１では、分配係数ｇ
１で定めた比率より数倍低い比率の制御出力しか出力さ
れないという問題があった。そこで、この板厚制御装置
において、移送時間の違いを無視して前段のスタンドの
ＰＩＤコントローラの制御ゲインを大きく設定するか、
または前段のスタンドへの分配係数を大きくし、前段の
スタンドの制御出力が大きくなるように設定すると、制
御系が不安定となって、板厚精度が悪化するという問題
がある。

【００１３】また、第１スタンド１から第４スタンド４
に制御出力を分配する方法として、図７に示すような板
厚制御装置がある。この板厚制御装置は、１つのＰＩＤ
コントローラ２９で演算した板厚修正操作量を比例設定
器３６〜３９で配分して第１スタンド１から第４スタン
ド４に出力するようにしている。しかし、この板厚制御
装置では、各スタンドの速度操作の影響が厚み計１７に
到達するまでの移送時間が、スタンド毎に異なるにもか
かわらず、同一の時定数により複数のスタンドを操作す
ることになるので、制御系が不安定となり、制御系の安
定維持のために大幅に制御ゲインを落とすことになり、
高応答な板厚制御ができないという問題があった。

【００１４】一方、特公昭６１−５３１２７号公報に
は、最終のスタンドの出側に厚み計を設け、この厚み計
で被圧延材の厚みを測定し、この測定値と目標値から偏
差を求め、この偏差を解消するために上流側のスタンド
の各ロールの操作量を係数回路により配分するようにし
た技術が記載されている。しかし、その各スタンドへの
配分出力はすべて同じ時定数で制御されているので、必
ずしも安定した板厚制御方法ではない。この方法によ
り、前段スタンドへ制御出力を配分する場合には、最も
検出遅れの大きな最前段スタンドに合わせた時定数とな
るので、遅れが大きな回路構成となり、高応答な板厚制
御ができないという問題があった。

【００１５】また、特開昭５７−１４９０１５号公報に
は、タンデムミルの板厚制御装置において、中間スタン
ドへ厚み計を設置した場合のフィードバック制御出力
を、その中間スタンドよりも上流側に位置する２つのス
タンドに配分する技術が記載されている。しかし、この
場合にも２つのスタンド分の制御出力が同じ時定数で制
御されてしまうので、前記と同様の問題があった。

【００１６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、圧延バランスを悪化させずに被圧
延材の厚みの偏差を解消するとともに、従来よりも高応
答であって、制御範囲の拡大が図れるようにしたタンデ
ム圧延機の板厚制御方法およびその制御装置を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、請求項１記載の発明によれば、複数のスタンド
の下流側に配置された厚み測定手段で被圧延材の板厚を
測定し、この測定板厚と目標値とから板厚偏差を求め、
この求めた板厚偏差を解消するように前記複数のスタン
ドのロールの速度制御を行うタンデム圧延機の板厚制御
方法において、前記複数のスタンドのうちその１つのス
タンドを基準制御スタンドとするとともに、前記基準制
御スタンドよりも上流側に配置された残余のスタンドの
うちの少なくとも１つのスタンドを上流制御スタンドと
し、前記板厚偏差を解消するような基準制御スタンド用
操作信号を求め、この求めた基準制御スタンド用操作信
号に基づいて前記基準制御スタンドのロールの速度制御
を行い、前記基準制御スタンド用操作信号に基づいて上
流制御スタンド用操作信号を求め、この求めた上流制御
スタンド用操作信号に基づいて前記上流制御スタンドの
ロールの速度制御を行うタンデム圧延機の板厚制御方法
が提供される。

【００１８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のタンデム圧延機の板厚制御方法において、前記上流
制御スタンドのロールの速度制御は、前記基準制御スタ
ンド用操作信号に基づいて操作目標値を求め、この求め
た操作目標値に基づいて少なくともＰＩ動作を行い、か
つ、前記ＰＩ動作の際の制御ゲインを、その上流制御ス
タンドの１つ下流側のスタンドから前記厚み測定手段ま
での前記被圧延材の移送時間に応じて変更するようにし
た。

【００１９】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
記載のタンデム圧延機の板厚制御方法において、前記上
流制御スタンドのロールの速度制御は、前記上流制御ス
タンド用操作信号に対して前記上流制御スタンドの１つ
下流側のスタンドから前記厚み測定手段までの前記被圧
延材の移送時間に応じた遅れを持たせ、この遅れを持た
せた上流制御スタンド用操作信号に基づいて行うように
した。

【００２０】また、本発明では、以下のような対応も提
供される。すなわち、請求項４記載の発明によれば、複
数のスタンドの下流側に配置され被圧延材の板厚を測定
する厚み測定手段と、この厚み測定手段が測定した測定
板厚と目標値との板厚偏差を解消するように前記複数の
スタンドのロールの速度制御を行う制御手段と、を備え
たタンデム圧延機の板厚制御装置において、前記複数の
スタンドのうちその１つのスタンドを基準制御スタンド
にするとともに、前記基準制御スタンドよりも上流側に
配置された残余のスタンドのうちの少なくとも１つのス
タンドを上流制御スタンドとし、前記制御手段は、前記
板厚偏差を解消するような基準制御スタンド用操作信号
を求め、この求めた基準制御スタンド用操作信号に基づ
いて前記基準制御スタンドのロールの速度制御を行う第
１制御手段と、該第１制御手段が求めた前記基準制御ス
タンド用操作信号に基づいて上流制御スタンド用操作信
号を求め、この求めた上流制御スタンド用操作信号に基
づいて前記上流制御スタンドのロールの速度制御を行う
第２制御手段と、を備えたタンデム圧延機の板厚制御装
置が提供される。

【００２１】さらに、請求項５記載の発明は、請求項４
記載のタンデム圧延機の板厚制御装置において、前記第
２制御手段は、前記基準制御スタンド用操作信号に基づ
いて操作目標値を求め、この求めた操作目標値に基づい
て少なくともＰＩ動作を行い、かつ、前記ＰＩ動作の際
の制御ゲインを、その上流制御スタンドの１つ下流側の
スタンドから前記厚み測定手段までの前記被圧延材の移
送時間に応じて変更するようにした。

【００２２】また、請求項６記載の発明は、請求項４記
載のタンデム圧延機の板厚制御装置において、前記第２
制御手段は、前記上流制御スタンド用操作信号に対して
前記上流制御スタンドの１つ下流側のスタンドから前記
厚み測定手段までの前記被圧延材の移送時間に応じた遅
れを持たせ、この遅れを持たせた上流制御スタンド用操
作信号に基づいて前記上流制御スタンドのロールの速度
制御を行うようにした。

【００２３】さらに、請求項７記載の発明では、請求項
４、請求項５、または請求項６記載のタンデム圧延機の
板厚制御装置において、前記第２制御手段の出力信号に
対して前記上流制御スタンドの１つ下流側のスタンドか
ら前記厚み測定手段まで前記被圧延材の移送時間に応じ
た遅れを持たせる遅れ手段を備え、該遅れ手段からの出
力信号を前記第１制御手段の出力側に負帰還させるよう
にした。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、第１、第２及び第３実施形態ともに最終スタン
ドを速度マスターとし、その１つ上流のスタンドを基準
制御スタンドとして、図面を参照しつつ説明する。

【００２５】図１は、本発明の第１実施形態の全体の構
成を示すブロック図である。この第１実施形態にかかる
タンデム圧延機は、図１に示すように、その機械的な構
成部分は図４に示す従来装置と同様であり、その制御系
の構成のみが異なる。従って、従来装置と同一の構成要
素には同一符号を付してその説明は適宜省略し、その異
なる制御系の部分の構成について以下に詳述する。

【００２６】まず、この第１実施形態における第１スタ
ンドから第５スタンド５の速度制御の概要について説明
する。この第１実施形態においては、速度マスターとす
るスタンドは最終の第５スタンド５とし、第４スタンド
の速度操作は第４スタンド４と第５スタンド５の速度比
を変更し、第４スタンド４よりも上流のスタンドの速度
比は変化しないようにしている。同様に、第３スタンド
３の速度操作は、第３スタンド３と第４スタンド４の速
度比を変更するものであって、それ以外のスタンドの速
度比は変化しないようにしている。第２スタンド２、お
よび第１スタンド１の速度操作についても同様である。

【００２７】例えば、第２スタンド２の速度制御につい
て説明すると、第２スタンド２の速度は、キースタンド
とする第５スタンドの速度と連動して加減速するととも
に、第４スタンド用のＰＩＤコントローラ４１による第
４スタンドの速度修正比と、第３スタンド用のＰＩＤコ
ントローラ５０による第３スタンドの速度修正比とが反
映され、その上で第２スタンド用のＰＩＤコントローラ
４９による第２スタンドの速度修正がなされるようにな
っている。

【００２８】次に、この第１実施形態の制御系の詳細な
構成について説明する。図１に示すように、最終段の第
５スタンド５の出側には、被圧延材ａの板厚を測定し、
その測定値と目標値とから板厚の偏差Δｈを生成する厚
み計１７が配置されている。この厚み計１７で生成され
た板厚偏差Δｈは除算器２０に入力されるように構成さ
れ、除算器２０は、その板厚偏差Δｈをあらかじめ設定
されている板厚の設定値（目標値）ｈで除算して板厚偏
差の比率を求めるようになっている。

【００２９】除算器２０で求めた板厚偏差の比率は、主
たる板厚制御コントローラであるＰＩＤコントローラ４
１に入力されるようになっている。これは、板厚制御に
よる第４スタンド４の速度変更比と、これによって得ら
れる第５スタンド５の出側における板厚変化比とがほぼ
等しい関係にあるためであり、また、同じ比率である限
りにおいては最終の第５スタンド５を除く第１スタンド
１から第４スタンド４のうちのどのスタンドのワークロ
ールの速度を操作しても最終の第５スタンド５の出側に
表れる板厚変化の比率はほぼ同じであるために、上記の
ように板厚偏差を比率化し、第１スタンド１から第４ス
タンド４の各ワークロール６〜９の速度操作も比率とし
て扱うことで、非常に扱い易くすることができるためで
ある。

【００３０】ＰＩＤコントローラ４１は、移送時間演算
器５４によって計算される第５スタンド５から厚み計１
７までの被圧延材ａの移送時間ｔ₅によって、制御ゲイ
ンが逐次変更できるようになっている。例えば移送時間
演算器５４は、被圧延材ａの搬送速度に基づいて上記の
移送時間を計算する。

【００３１】具体的には、ＰＩＤコントローラ４１は、
比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、および微分（Ｄ）の制御動作
を行うものであり、その伝達関数は次の（１）式で表さ
れる。

【００３２】Ｇ（ｓ）＝Ｋ_P｛１＋（１／Ｔ_Iｓ）＋Ｔ_Dｓ｝・・・（１）そして、（１）式において、Ｋ_Pは比例ゲインであり、
右辺の｛｝内の第１項は比例項、第２項は積分項、第
３項は微分項であり、その比例ゲインＫ_P、積分ゲイン
Ｔ_I、および微分ゲインＴ_Dは、上記の移送時間ｔ₅に
よって調整される。

【００３３】なお、本発明にかかるＰＩＤコントローラ
は、上記のように微分動作（Ｄ動作）を入れても良い
が、Ｄ動作を省略した、すなわち、（１）式でＴ_D＝０
としたＰＩコントローラのみとしても良い。

【００３４】ＰＩＤコントローラ４１は、モータ１５の
回転を制御することにより、第４スタンド４のワークロ
ール９の速度を操作し、最終の第５スタンド５の出側に
おいて被圧延部材ａの厚みを制御するようになってい
る。ＰＩＤコントローラ４１からの出力信号は、図１に
示すように、第４スタンド４のワークロール９の速度の
操作信号として出力されるとともに、第４スタンド４よ
りも前段の第１スタンド１から第３スタンド３の各ワー
クロール６〜８の速度を制御するために、比率設定器４
２〜４４に分配されるようになっている。

【００３５】この各比率設定器４２〜４４からの各出力
信号は、加算器４５〜４７を経由してＰＩＤコントロー
ラ４８〜５０に入力されるようになっている。各ＰＩＤ
コントローラ４８〜５０は、概ね比例動作（Ｐ動作）と
積分動作（Ｉ動作）を主体とするものであり、対応する
モータ１２〜１４の回転を制御することにより、第１ス
タンド１から第３スタンド３の各ワークロール６〜８の
速度を制御するようになっている。ＰＩＤコントローラ
４８〜５０の各出力信号は、ＰＩＤコントローラ４８〜
５０の入力側に配置される加算器４５〜４７に負帰還さ
れるようになっている。

【００３６】また、ＰＩＤコントローラ４８は、移送時
間演算器５１よって計算される第２スタンド２から厚み
計１７までの被圧延材ａの移送時間によって、制御ゲイ
ンが逐次変更できるようになっている。さらに、ＰＩＤ
コントローラ４９は、移送時間演算器５２よって計算さ
れる第３スタンド３から厚み計１７までの被圧延材ａの
移送時間によって、制御ゲインが逐次変更できるように
なっている。さらにまた、ＰＩＤコントローラ５０は、
移送時間演算器５３よって計算される第４スタンド４か
ら厚み計１７までの被圧延材ａの移送時間によって、制
御ゲインが逐次変更できるようになっている。このた
め、第１スタンド１から第３スタンド３のうち前段のス
タンド側ほど移送時間が長くて制御ゲインが小さな値と
なるので、その整定時間は前段のスタンドのＰＩＤコン
トローラほど長くなる。

【００３７】さらに、ＰＩＤコントローラ４８〜５０の
各出力信号は、１次遅れ回路５５〜５７を介して、ＰＩ
Ｄコントローラ４１の出力信号を逆方向に補正するよう
に、ＰＩＤコントローラ４１からの出力側に設けた加算
器５８に負帰還されるようになっている。１次遅れ回路
５５は、第２スタンド２から厚み計１７までの被圧延材
ａの移送時間に基づいて自動的に調整される時定数を有
している。また、１次遅れ回路５６は、第３スタンド３
から厚み計１７までの被圧延材ａの移送時間に基づいて
自動的に調整される時定数を有している。さらに、１次
遅れ回路５７は、第４スタンド４から厚み計１７までの
被圧延材ａの移送時間に基づいて自動的に調整される時
定数を有している。

【００３８】上述の比率設定器４２〜４４は、比率設定
器４２の配分ゲインをｇ１、比率設定器４３の配分ゲイ
ンをｇ２、比率設定器４４の配分ゲインをｇ３とし、ｇ
３＝ｇ２＝ｇ１＝０．２５と設定すると、第５スタンド
５の出側板厚を目標値に保つための第１スタンド１から
第４スタンド４までの４つの制御出力が均一に配分され
ることになる。一方、ｇ３＝０．５、ｇ２＝ｇ１＝０と
設定すると、制御出力は第４スタンド４の速度変更と第
３スタンド３の速度変更に等分に配分され、それぞれ第
５スタンド５と第４スタンド４の圧下率を同じ分だけ変
更し、第５スタンド５の出側板厚を目標値に保つことが
できる。

【００３９】ＰＩＤコントローラ４８〜５０は、主たる
板厚制御コントローラであるＰＩＤコントローラ４１の
制御出力に、比率設定器４２〜４４で設定されている配
分比率を乗じた値を、第１スタンド１から第３スタンド
３の速度制御をする際の制御目標値とするものである。

【００４０】次に、このような構成からなる第１実施形
態の動作について説明する。いま、厚み計１７は、被圧
延材ａの厚みを測定すると、その測定値と目標値とから
板厚偏差Δｈを生成し、この板厚偏差Δｈを除算器２０
に出力する。除算器２０は、その板厚偏差Δｈをあらか
じめ設定されている目標値の板厚ｈで除算して板厚偏差
の比率を求め、ＰＩＤコントローラ４１に出力する。Ｐ
ＩＤコントローラ４１は、その板厚偏差の比率に応じて
板厚偏差をなくすように、モータ１５の速度を制御す
る。また、ＰＩＤコントローラ４１の制御ゲインは、移
送時間演算器５４からの出力信号に応じて逐次変更され
る。なお、第５スタンド５のワークロール１０はモータ
１６により駆動され、被圧延材ａの搬送速度に対応する
一定速度で回転している。

【００４１】ＰＩＤコントローラ４１の出力の一部は、
比率設定器４２〜４４に入力されると、各比率設定器４
２〜４４で予め設定されている比率に応じて、対応する
ＰＩＤコントローラ４８〜５０に配分されて、これが制
御目標値となる。各ＰＩＤコントローラ４８〜５０は、
その各制御目標値に基づき、対応する各ワークロールの
駆動モータ１２〜１４の速度を制御する。また、各ＰＩ
Ｄコントローラ４８〜５０の各制御ゲインは、対応する
移送時間演算器５１〜５３からの出力信号に応じて逐次
変更される。一方、各ＰＩＤコントローラ４８〜５０か
らの出力の一部は、対応する１次遅れ回路５５〜５７を
介して、ＰＩＤコントローラ４１の出力側に設けた加算
器５８に負帰還される。

【００４２】以上説明したように、この第１実施形態に
よれば、被圧延材ａの板厚制御の主制御を最も遅れ時間
の短い最終の第５スタンド５に近い第４スタンド４と
し、それよりも前段の第１スタンド１から第３スタンド
３については、各スタンドが有する厚み計１７までの被
圧延材ａの移送時間を考慮して徐々に変更していくよう
にした。このため、板厚の制御性を損なうことなく、制
御出力を前段のスタンドへも配分し、圧延スケジュール
を大きく乱すことなく安定した圧延ができる。また、従
来に比べて高応答であって、制御範囲が拡大できるとい
う効果もあるまた、この第１実施形態によれば、ＰＩＤコントローラ
４８〜５０から出力される速度操作量（操作信号）を、
１次遅れ回路５５〜５７を介してＰＩＤコントローラ４
１の出力側に設けた加算器５８に負帰還し、この負帰還
させる速度操作量によりＰＩＤコントローラ４１の出力
を逆方向に補正するようにした。このため、第１スタン
ド１から第３スタンド３の速度操作の影響が厚み計１７
に到達して板厚偏差として観測される以前に、第４スタ
ンド４への速度操作量を逆方向に減ずることができるの
で、１次遅れ回路５５〜５７がない場合に比べて良好な
板厚制御性を確保できる。

【００４３】なお、第１実施形態における１次遅れ回路
５５〜５７は、各スタンドから厚み計までの移送時間に
応じた時定数を有するものである。しかし、本発明で
は、かかる回路は、ＰＩＤコントローラ４８〜５０の各
出力信号に対して、各スタンドから厚み計までの移送時
間に応じて調整される遅れを持たせることができれば良
い。

【００４４】ここで、請求項４記載に記載の厚み測定手
段は図１の厚み計１７が対応し、第１制御手段は同図の
ＰＩＤコントローラ４１、および移送時間演算器５４が
対応する。また、請求項４および請求項５に記載の第２
制御手段は、図１の比較設定器４２〜４４、加算器４５
〜４７、ＰＩＤコントローラ４８〜５０、および移送演
算器５１〜５３が対応する。さらに、請求項７に記載の
遅れ手段は、１次遅れ回路５５〜５８、および加算器５
８が対応する。

【００４５】次に、本発明の第２実施形態について、図
２を参照して説明する。この第２実施形態は、図１にお
ける加算器４５〜４７、ＰＩＤコントローラ４８〜５０
を、図２に示すように１次遅れ回路６１〜６３に置き換
えたもので、かつ、この１次遅れ回路６１〜６３は、対
応する移送時間演算器５１〜５３から出力される被圧延
材ａの各移送時間に応じて自動的に調整される時定数を
有するものとし、これにより、第１実施形態とほぼ同様
の効果を得ることができるようにしたものである。な
お、この第２実施形態は、上記の構成部分を除く他の部
分の構成は第１実施形態の構成と同一であるので、同一
部分については同一符号を付してその説明は省略する。

【００４６】次に、このような構成からなる第２実施形
態の動作について、図２を参照して説明する。いま、厚
み計１７は、被圧延材ａの厚みを測定すると、その測定
値と目標値とから板厚偏差Δｈを生成し、この板厚偏差
Δｈを除算器２０に出力する。除算器２０は、その板厚
偏差Δｈをあらかじめ設定されている目標値の板厚ｈで
除算して板厚偏差の比率を求め、ＰＩＤコントローラ４
１に出力する。ＰＩＤコントローラ４１は、その板厚偏
差の比率に応じてその板厚偏差をなくすようにモータ１
５の速度を制御する。また、ＰＩＤコントローラ４１の
制御ゲインは、移送時間演算器５４からの出力信号に応
じて逐次変更される。

【００４７】ＰＩＤコントローラ４１の出力の一部は、
比率設定器４２〜４４に入力されると、各比率設定器４
２〜４４で予め設定されている比率に応じて、対応する
１次遅れ回路６１〜６３に配分される。各１次遅れ回路
６１〜６３は、対応する各モータ１２〜１４の速度を制
御するので、上流制御スタンドである第１スタンド１か
ら第３スタンドの各ワークロールが６〜８速度制御され
る。また、各１次遅れ回路６１〜６３の各時定数は、対
応する移送時間演算器５１〜５３からの出力信号に応じ
て逐次変更される。一方、各１次遅れ回路６１〜６３の
各出力は、対応する１次遅れ回路５５〜５７を介して、
ＰＩＤコントローラ４１の出力側に設けた加算器５８に
負帰還される。

【００４８】なお、第２実施形態における１次遅れ回路
６１〜６３は、各スタンドから厚み計までの移送時間に
応じて調整される時定数を有するものである。しかし、
本発明では、かかる回路は、比率設定器４２〜４４の各
出力信号に対して、各スタンドから厚み計までの移送時
間に応じた遅れを持たせることができれば良い。

【００４９】ここで、請求項４記載に記載の厚み測定手
段は図２の厚み計１７が対応し、第１制御手段は同図の
ＰＩＤコントローラ４１、および移送時間設定器５４が
対応する。また、請求項４および請求項６に記載の第２
制御手段は、図２の比率設定器４２〜４４、１次遅れ回
路６１〜６３、および移送演算器５１〜５３が対応す
る。さらに、請求項７に記載の遅れ手段は、図２の１次
遅れ回路５５〜５７、および加算器５８が対応する。

【００５０】次に、本発明の第３実施形態について、図
３を参照して説明する。この第３実施形態は、図１にお
ける１次遅れ回路５５〜５７と、その出力を加算する加
算器５８を省略したものであり、その構成を図３に示
す。この第３実施形態は、上記の構成を省略した点を除
いた他の部分の構成は、第１実施形態の構成と同一であ
るので、同一部分については同一符号を付してその説明
は省略する。

【００５１】このような構成からなる第３実施形態で
は、ＰＩＤコントローラ４１の出力を第１スタンド１か
ら第３スタンド３を制御するＰＩＤコントローラ４８〜
５０へ配分する結果、第５スタンド５の出側における被
圧延材ａの厚みが若干オーバシュートし、これを受けて
主たる板厚制御を行うＰＩＤコントローラ４１が制御出
力を反対方向に減じることになる。このため、第１スタ
ンド１から第３スタンド３への出力配分の時定数は、Ｐ
ＩＤコントローラ４１の時定数に対して十分に大きくと
っておき、第１スタンド１から第３スタンド３の速度操
作の結果が第５スタンド５の出側における被圧延材ａの
厚みに急激な変化をもたらさないように配慮する。

【００５２】また、この場合には、比率設定器４２〜４
４の設定比率は、ＰＩＤコントローラ４１の制御出力を
１とした場合の前段の第１スタンド１から第３スタンド
３の各分担比率となるので、比率設定器４２〜４４の各
配分ゲインをｇ１、ｇ２、ｇ３とし、例えばｇ３＝ｇ２
＝ｇ１＝１．０と設定した場合に、第５スタンド５の出
側板厚を目標値に保つための制御出力が第１スタンドか
ら第４スタンドに均一に配分されることになる。

【００５３】ここで、請求項４記載に記載の厚み測定手
段は図３の厚み計１７が対応し、第１制御手段は同図の
ＰＩＤコントローラ４１、および移送時間設定器５４が
対応する。また、請求項４および請求項５に記載の第２
制御手段は、図３の比較設定器４２〜４４、ＰＩＤコン
トローラ４８〜５０、および移送演算器５１〜５３が対
応する。

【００５４】以上説明した実施形態の他に、本発明は、
基準制御スタンドを第５スタンドとし、速度マスターと
するスタンドを第４スタンドとし、この第４スタンドを
除く第１〜第３スタンドを上流スタンドとした実施形態
にも適用できる。同様に、第３スタンドを速度マスター
とし、第１〜第２スタンドを上流スタンドとした実施形
態にも適用できる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項項１および
請求項４記載の発明では、圧延バランスを悪化させずに
被圧延材の厚み偏差を解消できる上に、制御範囲が拡大
できる。

【００５６】請求項２、請求項３、請求項５、および請
求項６に記載の発明では、板厚制御性を確保した上で、
被圧延材の厚み偏差を解消するためのスタンドの速度変
更を複数のスタンドに分散できるので、圧延バランスを
悪化させずに被圧延材の厚み偏差を解消できる上に、制
御範囲が拡大できる。

【００５７】請求項７記載の発明では、第２制御手段に
よるスタンドの速度操作の影響が厚み測定手段にに到達
して板厚偏差として観測される以前に、第１制御手段に
よるスタンドへの速度操作量を逆方向に減ずることがで
きるので、遅れ手段がない場合に比べて良好な板厚制御
性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の第２実施形態の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明の第３実施形態の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】従来装置の構成を示すブロック図である。

【図５】従来装置の構成を示すブロック図である。

【図６】従来装置の構成を示すブロック図である。

【図７】従来装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１第１スタンド２第２スタンド３第３スタンド４第４スタンド５第５スタンド６〜１０ワークロール１２〜１６モータ１７厚み計２０除算器４１、４８〜５０ＰＩＤコントローラ４２〜４４比率設定器５１〜５４移送時間演算器５５〜５７、６１〜６３１次遅れ回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２１Ｂ 37/46 Ｂ２１Ｂ 37/12 ＢＢＰ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のスタンドの下流側に配置された厚
み測定手段で被圧延材の板厚を測定し、この測定板厚と
目標値とから板厚偏差を求め、この求めた板厚偏差を解
消するように前記複数のスタンドのロールの速度制御を
行うタンデム圧延機の板厚制御方法において、前記複数のスタンドのうちその１つのスタンドを基準制
御スタンドとするとともに、前記基準制御スタンドより
も上流側に配置された残余のスタンドのうちの少なくと
も１つのスタンドを上流制御スタンドとし、前記板厚偏差を解消するような基準制御スタンド用操作
信号を求め、この求めた基準制御スタンド用操作信号に
基づいて前記基準制御スタンドのロールの速度制御を行
い、前記基準制御スタンド用操作信号に基づいて上流制御ス
タンド用操作信号を求め、この求めた上流制御スタンド
用操作信号に基づいて前記上流制御スタンドのロールの
速度制御を行うことを特徴とするタンデム圧延機の板厚
制御方法。
【請求項２】前記上流制御スタンドのロールの速度制
御は、前記基準制御スタンド用操作信号に基づいて操作
目標値を求め、この求めた操作目標値に基づいて少なく
ともＰＩ動作を行い、かつ、前記ＰＩ動作の際の制御ゲ
インを、その上流制御スタンドの１つ下流側のスタンド
から前記厚み測定手段までの前記被圧延材の移送時間に
応じて変更することを特徴とする請求項１記載のタンデ
ム圧延機の板厚制御方法。
【請求項３】前記上流制御スタンドのロールの速度制
御は、前記上流制御スタンド用操作信号に対して前記上
流制御スタンドの１つ下流側のスタンドから前記厚み測
定手段までの前記被圧延材の移送時間に応じた遅れを持
たせ、この遅れを持たせた上流制御スタンド用操作信号
に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載のタンデ
ム圧延機の板厚制御方法。
【請求項４】複数のスタンドの下流側に配置され被圧
延材の板厚を測定する厚み測定手段と、この厚み測定手
段が測定した測定板厚と目標値との板厚偏差を解消する
ように前記複数のスタンドのロールの速度制御を行う制
御手段と、を備えたタンデム圧延機の板厚制御装置にお
いて、前記複数のスタンドのうちその１つのスタンドを基準制
御スタンドにするとともに、前記基準制御スタンドより
も上流側に配置された残余のスタンドのうちの少なくと
も１つのスタンドを上流制御スタンドとし、前記制御手段は、前記板厚偏差を解消するような基準制
御スタンド用操作信号を求め、この求めた基準制御スタ
ンド用操作信号に基づいて前記基準制御スタンドのロー
ルの速度制御を行う第１制御手段と、該第１制御手段が求めた前記基準制御スタンド用操作信
号に基づいて上流制御スタンド用操作信号を求め、この
求めた上流制御スタンド用操作信号に基づいて前記上流
制御スタンドのロールの速度制御を行う第２制御手段
と、を備えたことを特徴とするタンデム圧延機の板厚制御装
置。
【請求項５】前記第２制御手段は、前記基準制御スタ
ンド用操作信号に基づいて操作目標値を求め、この求め
た操作目標値に基づいて少なくともＰＩ動作を行い、か
つ、前記ＰＩ動作の際の制御ゲインを、その上流制御ス
タンドの１つ下流側のスタンドから前記厚み測定手段ま
での前記被圧延材の移送時間に応じて変更することを特
徴とする請求項４記載のタンデム圧延機の板厚制御装
置。
【請求項６】前記第２制御手段は、前記上流制御スタ
ンド用操作信号に対して前記上流制御スタンドの１つ下
流側のスタンドから前記厚み測定手段までの前記被圧延
材の移送時間に応じた遅れを持たせ、この遅れを持たせ
た上流制御スタンド用操作信号に基づいて前記上流制御
スタンドのロールの速度制御を行うことを特徴とする請
求項４記載のタンデム圧延機の板厚制御装置。
【請求項７】前記第２制御手段の出力信号に対して前
記上流制御スタンドの１つ下流側のスタンドから前記厚
み測定手段まで前記被圧延材の移送時間に応じた遅れを
持たせる遅れ手段を備え、該遅れ手段からの出力信号を
前記第１制御手段の出力側に負帰還させるようにしたこ
とを特徴とする請求項４、請求項５、または請求項６記
載のタンデム圧延機の板厚制御装置。