JPS6240926A - 板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、圧延機の自動板厚制御方法に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来の自動板厚制御方法においては、文献「厚板の圧延
における板厚精度の検討」　（塑性と加工。

第２５巻、第２８６号１）Ｉ）９８２〜９８６．１９８
４年１１月）にもあるように、次のようにして板厚を制
御している。すなわち圧延スタンドのロール開度を８１
圧延荷重をＰ１ミル剛性をＭとしたとき、ゲージメータ
式 ％式％（１） を用いてロール間隙中の板厚りを計算し、この目算板厚
りが目標板厚り。に近づ＜Ｊ：うにロール開度Ｓを時々
刻々修正するのである。

この制御系はゲージメータＡＧＣ方式と呼ばれ例えば第
６図に示すように構成される。板厚制御の開始にあたっ
ては、まず板１の先端がワークロール３ａ、３ｂ間にか
み込んだ直後のロール開度Ｓｏおよび圧延荷重Ｐ。をそ
れぞれロール間度検出器４おＪ：び圧力検出器５により
検出してこの値をホールドし、（１）式から圧延後の板
厚ｈ　を訓算して、このｈｏを目標値として記憶する。

ｈｏ−８ｏ＋Ｐｏ／Ｍ　　　　　　　・・・（２）そし
て後続の板の部分では、（１）式により時々刻々計算し
た出側板厚りど上記目標値り。との偏差 △ｈ＝ｈ−ｈ。

−（Ｓ−８）＋（Ｐ−Ｐｏ）／Ｍ ＝ΔＳ十△Ｐ／Ｍ　　　　　　　　・・・（３）を求め
、この偏差ΔｈがＯに近づくようにロール開度修正量△
Ｓ＊を △Ｓ　　−一　（△Ｐ／Ｍ）　　・　ｋ　　　　　　・
・・　（４）で算出して、このロール開度修正量ΔＳ＊
を制御ゲインｑを介してロール圧下装置６に指令値（」
どして与える。

ｕ＝ｇΔＳ　　　　　　　　　　　　・・・（５）これ
によりロール開度Ｓが時々刻々修正されて、板圧制御が
行なわれる。（４）式において、ｋはチューニング率と
呼ばれるミル定数Ｍの調整を行なうパラメータであって
、Ｑ＜ｋ＜１の値をとる。

どころで、上記制御ゲインｑは、例えば文献「板圧延の
理論と実際」　（日本鉄鋼協会）にもあるように、圧延
スタンドのミル剛性Ｍおよび被圧延材の塑性係数Ｑに応
じて、 ｑ−β（Ｍ十Ｑ）／Ｍ　　　　　　　　・・・（６）と
変化させて用いるのが普通である。ここでβは比例定数
であって、（１）式により算出したゲージメータ板厚が
十分な精度を有している場合には、第７図の曲線へに示
すように、βの値（すなわち制御ゲインｇ）を大きくす
るに従って出側板厚偏差Δｈは減少する傾向にあること
がわかっている。

また逆に、ゲージメータ板厚に誤差がある場合には、第
７図の曲線Ｂに示すように、βの値を太きくすると出側
板厚偏差Δｈはかえって増大する傾向にあることがわか
っている。

上記ゲージメータ板厚の誤差原因としては、ミル剛性の
推定誤差、圧延スタンドのガタ、およびロール偏心など
が考えられるが、これらの要因は被圧延材の寸法変化や
ロール替ごとに発生するので、ゲージメータ板厚の精度
は常に変動することになる。この様な事情から、通常は
制御ゲインｑは第７図に示す中程度の値ｑ　（ｑｍｉｏ
＜ｑ、〈ｑ　　）に設定して制御を行なっているのが実
情ｌｌ１ａ× である。その結果、ゲージメータ板厚の精度が良い場合
にも十分な出側板厚精度が得られず、また逆にゲージメ
ータ板厚が誤差を多く含んでいる場合には、制御を行な
うことによりかえって出側板厚精度の低下を招来するこ
とになっている。

（発明の目的） それゆえに、この発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解消し、ゲージメータ板厚の精度に応じた最適の制御
を常に行なうことができ、応じて最良の圧延精度を得る
ことができる板厚制御方法を提供することである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、この発明ににる板厚制御方法
においては、ロール間隙の下流側に板厚検出器を配設し
て出側板厚を検出し、被圧延材の同一部位について圧延
荷重およびロール開度から計算されたロール間隙中の計
算板厚ど上記検出板厚との一致度を判定して、該一致痕
に基づいて制御ゲインを所定態様に変化させるようにし
ている。

そして、ロール開度修正量を上記制御ゲインを介してロ
ール圧下系に与えることによって、板厚の制御を行なう
。すなわち、この発明においては、ゲージメータ板厚の
精度を上記一致度により判定して、常に最適の制御ゲイ
ンを選択して板厚制御を行なうようにしているのである
。

（実施例） 第１図は、この発明による板厚制御方法の一実施例を示
す制御ブロック図である。第１図において、圧下装四６
に与える指令値Ｕを算出する基本的な制御ループは上述
した第６図のものど同様であり、この制御ループの制御
ゲイン０をゲージメータ板厚の粘度に応じた最適値に変
化させる手段として、一致度判定部７を設（）ている。

そして一致度判定部７の入力信号どして、ロール間度検
出器４からロール開度Ｓおにび圧力検出器５から圧延荷
重Ｐをそれぞれ導入するとともに、ワークロール３ａ、
３ｂの間隙の下流側には距１ｉｆｔ　ｌ−だり隔てた所
にＸ線板厚検出器８を配設し、この板厚検出器８ににり
検出した出側板厚ｈｘを一致度判定部７に導ぎ入れてい
る。このＸ線板厚検出器８は、従来から行なわれている
絶対値ＡＧＣ方式による積分制御の制御ループを構成す
るときに使用するものを転用することができる。なお周
知の如く、ロール聞度検出器４はマグネスケールや差動
変圧器にＪ：り構成され、圧力検出器５はロードセルに
にり構成されている。さらに、ワークロール３ａ。

３ｂの駆動モータにはパルスジェネレータ９を取付【プ
て被圧延材の拐速Ｖを検出し、この検出した拐速Ｖを一
致度判定部７に与えている。

第１図の制御系は計算機を用いたオンライン制御システ
ムとして実現され、そこでは例えば第２図のフローチャ
ートにしたがって処理が実行される。なお以下の説明に
おいては、時刻ｔにお（プるロール開痘Ｓ、圧延荷重Ｐ
、削算板厚り、検出板厚ｈＸおよび材速Ｖを、それぞれ
５（ｔ）　、　Ｐ（ｔ）　。

ｈ（ｔ）、ｈｘ（ｔ）、およびＶ　（ｔ）として示す。

まずステップＳ１において、カウンタを１＝０にリセッ
１〜する。続いてステップＳ２で、圧延スタンド２のワ
ークロール３ａ、３ｂ間に板１の先端がかみ込んだ直後
のロール間１１８（０）を測定してこれをメモリすると
ともに、（１）式のゲージメータ式により目標板厚 ｈ（０）　＝Ｓ（０）　＋Ｐ（０）　／Ｍ　　　　　・
・・（７）を計算してこれをメモリする。続いてステッ
プＳ３でカウンタを１歩進してステップＳ４へと進み、
現時刻ｔにおける５（ｔ）、Ｐ（ｔ）、ｈＸ（ｔ）、お
よびＶ　（ｔ）を測定する。そしてステップＳ５に進ん
で、（１）式のゲージメータ式により現時刻ｔでのロー
ル間隙中の板厚 ｈ　（ｔ）　＝　Ｓ　（ｔ）　十Ｐ　（ｔ）　／Ｍ　　
　　　・・・（８）を計算する。

続いてステップＳ６では、上記の値に基いてロール開度
偏差Δ５（ｔ）、圧延荷重偏差ΔＰ　（ｔ）、計算板厚
偏差△ｈ　（ｔ）および検出板厚偏差Δｈｘ（１）をそ
れぞれ次式 ％式％（９） により計算してΔｈ　（ＢおよびΔｈ　ｘ（ｔ）をメモ
リしておくとともに、前の何回かのサイクルにおいて上
述のようにして計算されかつメモリされたΔｈ（ｔ−１
）、Δｈ　（ｔ−２）・・・およびΔｈ　Ｘ（ｔ−１）
　。

Δｈｘ（ｔ−２）・・・を用いて、計算板厚偏差の平均
値Ａ　ｈ　（ｔ）および検出板厚偏差の平均値Δｈ　ｘ
（ｔ）を次式 ％式％ により目算して、ａ　ｈ　（ｔ）をメモリしておく。上
記Ｎは任意の整数であって、例えばＮ＝４であってもよ
い。

次にステップＳ７へと進んで、ロール間隙直下から板厚
検出器８までの距離りの間の移送近れを考慮した板１の
同一部位について、上記目算板厚ｈ　（ｔ）と検出板厚
ｈ　ｘ（ｔ）との間の一致度を以下のようにして判定す
る。すなわち、ロール間隙中の板１が板厚検出器８の位
置まで移動するのにはＬ　／　Ｖ　（ｔ）の時間がかか
るので、Ｌ　／　Ｖ　（ｔ）時間前の計算板厚偏差Δｈ
　（ｔ　−Ｌ／Ｖ（ｔ））と現時刻ｔの検出板厚偏差Δ
ｈ　ｘ（ｔ）との２乗平均誤差を、次式 ％式％（１５） により計算し、このＪ　（ｔ）の値をもって現時刻ｔに
おける計算板厚と検出板厚との一致度の判定指標とする
のである。上記（１５）式において、分母は出側検出板
厚偏差のばらつきを表わしている。また分子の第１項、
第３項および第２項、第４項はそれぞれ平均値からのず
れを表わしており、全体として分子は出側計算板厚偏差
から出側検出板厚偏差を差し引いたものとなっている。

したがって結局、分子は計算板厚誤差のばらつきを表わ
していることになる。ゲージメータ板厚の精度が良いと
きには計算板厚と検出板厚とはよく一致して上記Ｊ　（
ｔ）の値は小さくなり、逆にゲージメータ板厚の精度が
悪いときには、計算板厚は検出板厚とあまり一致しなく
なるので上記Ｊ　（ｔ）の値は大きくなる。

次にステップＳ８において、上述のようにして求めたＪ
　（ｔ）の値に基づいて、現時刻ｔでの制御ゲインａ　
（ｔ）すなわちβ（１）の値（上記（６）式参照）を、
関数 ０ｍ　−ｆ　ＬＪ（ｔ）　）　　　　　　　　・・・（
１６）（β　・　≦ｆ（Ｊ（ｔ））≦β　　）ｍ　ｌ　
ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌａＸに
Ｊ：り決定する。ｆＬＩ（ｔ））の好ましい関数形を図
示すると、第３図のようになる。この場合、オンライン
適用をより容易にするため、第３図の関数を第４図のよ
うに簡略化して用いるのがより実用的である。第４図に
おいては、Ｊ　（ｔ）≦０．３の領域（ゲージメータ板
厚精度の良い最適の領域）に対しては比較的大きい０．
３ω。の一定値を割当てるとともに、Ｊ　（ｔ）≧０，
８の領域（ゲージメータ板厚精度の悪い好ましくない領
域）に対しては比較的小さい０．１５ω、の一定値を割
当て、０．３＜Ｊ（ｔ）　＜　０．８の領域は直線補間
している。ここでω　は、圧下系の固有振動数を表わし
ている。

なお従来においては、βの値として０．２ω□ないし０
．２５ω　の間の一定値を選択して、この値を固定的に
使用していた。

そして次にステップＳ９へと進んで、上述のようにして
決定したβ（１）に対応する制御ゲインａ　（ｔ）−β
（ｔ）　　（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ　　　　・・・（１７）を求
め、この０　（１）を用いて指令値ＬＪ　（ｔ）を次式
％式％（１８） により計算してこれをロール圧下装置６に与えて、板厚
制御を行なう。なおΔＳ、　　（ｔ）はロール開度＝　
　１１　− 修正量であり、上記（４）式に関し説明したようにして
求める。

そしてステップ８１０へと進み、材速Ｖ　（ｔ）が一定
値以上かどうかを判別する。一定値以上であれば再びス
テップＳ３へともどって上述の動作を繰り返し、一定値
以上でなければ板圧延動作の終了と判断して制御を終了
する。

なお上述の実施例においては、ゲージメータ式による計
算板厚と検出板厚との比較を（１５）式による２乗平均
を用いて行なったが、別の方法として、例えば次式を用
いて両者の相互相関をとることも可能である。

この場合にはＪ　（ｔ）は相互相関係数の値（−１≦Ｊ
　（ｔ）≦１）となり、Ｊ　（ｔ）が１に近づく°にし
たがって計算板厚と検出板厚との良好な相関関数を表わ
すことになる。

最後に、この発明による板厚制御方法と従来の板厚制御
方法との比較を第５図に示しておく。

（ａ）は圧延材として銅を使用した場合を示しており、
±６μ程度の圧延精度が±４μ程度の値にまで改善され
ていることがわかる。また（ｂ）は圧延材として黄銅を
使用した場合を示しており、±１０μ程度の圧延精度が
±６μ程度の値にまで改善されていることがわかる。い
ずれも４段圧延機を使用したものであり、圧延精度の極
限領域において上記のような顕著な改善が見られた。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、計算板厚と検
出板厚との一致度に基づいて制御ゲインを所定の態様に
変化させるようにしたので、４算板厚の精度に応じた最
適の制御を常に行なうことができ、したがって出側板厚
の変動を最小限に抑えて高精度の板圧延を実現すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による板厚制御方法の一実施例を示す
制御ブロック図、第２図は第１図の動作を示すフローヂ
ャート、第３図は一致度と制御ゲインとの好ましい関数
形を示す説明図、第４図は簡略化した関数形を示す説明
図、第５図はこの発明ににる板厚制御方法と従来の板厚
制御方法とを比較した説明図、第６図は従来の板厚制御
方法を示す制御ブロック図、第７図は制御ゲインと出側
板厚偏差との関係を示寸説明図である。 １・・・板、２・・・圧延スタンド ３ａ、３ｂ・・・ワークロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延スタンドの圧延荷重およびロール開度を検出
   し、前記検出した圧延荷重およびロール開度の検出値か
   らロール間隙中の板厚を計算し、前記計算により得られ
   た計算板厚と目標板厚とを比較して前記計算板厚が前記
   目標板厚に近づくようにロール開度修正量を算出し、か
   つ前記ロール開度修正量を制御ゲインを介してロール圧
   下系に与えることによつて、圧延スタンドの出側板厚が
   前記目標板厚に近づくように制御する板厚制御方法にお
   いて、 ロール間隙の下流側に被圧延材の出側板厚を検出する板
   厚検出器を配設し、ロール間隙直下から前記板厚検出器
   の配設位置までの移送遅れを考慮した被圧延材の同一部
   位について前記計算板厚と前記板厚検出器により検出し
   た検出板厚との間の一致度を判定し、該判定した一致度
   に基づいて前記制御ゲインを予め定められた態様に変化
   させるようにしたことを特徴とする、板厚制御方法。
2. （２）前記制御ゲインは、前記一致度が良くなるにした
   がって比較的大きくなり、前記一致度が悪くなるにした
   がって比較的小さくなるように変化される、特許請求の
   範囲第１項記載の板厚制御方法。