CN101856670B - 滚轧机的控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚轧机的控制装置，其抑制由送入侧/送出侧张力卷筒的速度变动而产生的滚轧机的送出侧板厚变动。所述滚轧机中，在滚轧机(1)送入侧/送出侧具有用于被轧制材(u)的开卷以及收卷的张力卷筒(2)，所述控制装置，具有张力速度控制单元(41)，其进行将张力卷筒(2)与滚轧机(1)之间的张力维持在所希望的值的控制，另一方面，对于与预先设定范围的张力设定值的偏差，通过不修正张力偏差而优先使张力卷筒速度恒定，来抑制张力卷筒速度的变动。

Description

滚轧机的控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种滚轧机，更加详细地涉及一种用于被轧制材的开卷以及收卷的张力卷筒(tension reel)的控制的滚轧机的控制装置及其控制方法。

背景技术

图7是作为以往的滚轧机的一例表示单机座(single stand)滚轧机S100的控制结构的示意图。

单机座滚轧机S100，相对于滚轧机1的轧制方向(图7中，由箭头符号表示)，在滚轧机1的送入侧具有展开被轧制材u的送入侧张力卷筒(以下，称为送入侧TR2)，在送出侧具有对由滚轧机1进行了轧制后的被轧制材u进行卷曲的送出侧张力卷筒(以下，称为送出侧TR3)。

送入侧TR2以及送出侧TR3分别由电动机进行控制，作为该电动机与用于驱动控制电动机的装置，分别设置送入侧TR控制装置5以及送出侧TR控制装置6。

通过该结构，由滚轧机1对从送入侧TR2开卷的被轧制材u进行轧制，之后由送出侧TR3进行收卷，从而进行单机座滚轧机S100中的轧制。

在此，滚轧机1中，设置有通过改变上作业辊Rs1与下作业辊Rs2之间的距离即辊缝(roll gap)来控制被轧制材u的轧制后的板厚(产品板厚)的辊缝控制装置7、用于控制滚轧机1的速度(上/下作业辊Rs1、Rs2的圆周速度)的轧制速度控制装置4。

轧制时，由轧制速度设定装置10对轧制速度控制装置4输出速度指定，轧制速度控制装置4实施使滚轧机1的速度(上/下作业辊Rs1、Rs2的圆周速度)恒定的控制。

在滚轧机1的送入侧(图7的滚轧机1的左侧)、送出侧(图7的滚轧机1的右侧)，通过对被轧制材u施加张力稳定并且有效地实施轧制。

计算为此所需张力的是，送入侧张力设定装置11以及送出侧张力设定装置12。

根据在送入侧/送出侧张力设定装置11、12中计算出的送入侧以及送出侧张力设定值，为了对被轧制材u施加送入侧以及送出侧的设定张力，分别在送入侧张力电流转换装置15以及送出侧张力电流转换装置16中，求得用于获得送入侧TR2以及送出侧TR3各自的电动机所需的电动机转矩的电流值，并将各自的电流值提供给送入侧TR控制装置5以及送出侧TR控制装置6。

在送入侧TR控制装置5以及送出侧TR控制装置6中，将电动机的电流控制为各自被提供的电流，由提供给送入侧TR2以及送出侧TR3的各自的电动机转矩对被轧制材u施加规定的张力。

送入侧/送出侧张力电流转换装置15、16，基于TR(张力卷筒)机械系统以及TR(张力卷筒)控制装置的模型计算成为张力设定值的电流设定值(电动机转矩设定值)，但是，由于控制模型中含有误差，因此利用由设置于滚轧机1的送入侧以及送出侧的送入侧张力计8以及送出侧张力计9所测定出的实际张力，由送入侧张力控制13以及送出侧张力控制14对张力设定值附加修正，之后提供给送入侧/送出侧张力电流转换装置15、16，送入侧/送出侧张力电流转换装置15、16改变对送入侧TR控制装置5以及送出侧TR控制装置6设定的电流值。

另外，由于被轧制材u的板厚在产品质量上很重要，因此实施板厚控制。

根据送出侧板厚计17中检测出的实际板厚，送出侧板厚控制装置18利用辊缝控制装置7通过操作上/下作业辊Rs1、Rs2来控制滚轧机1的辊缝，从而控制滚轧机1的送出侧(图7的滚轧机1的右侧)的板厚。

如上所述，在单机座滚轧机中，用于收卷以及开卷的送出侧TR3以及送入侧TR2利用使各自的电动机产生的转矩恒定的转矩恒定控制，并且利用由送入侧张力计8、9检测出的实际张力来修正电动机电流指定，从而进行使施加于被轧制材u的张力恒定的控制。

此外，由于送入侧/送出侧TR2、3各自的电动机的电动机转矩由电动机电流获得，因此有时也将转矩恒定控制作为电流恒定控制。(参考专利文献1以及专利文献2。)

在由转矩恒定控制进行TR(张力卷筒)控制时，会与如专利文献3所示那样应用于滚轧机的板厚控制发生干扰，从而使送出侧板厚精度变差。由于与送出侧张力相比，送入侧张力对送出侧板厚的影响更大，因此下面对滚轧机1与送入侧TR2中的问题进行说明。

图8是表示单机座滚轧机S100的送入侧TR2与滚轧机1之间的轧制过程的示意图。

如图8所示，在送入侧TR2中，通过对送入侧TR控制装置5的输出即电动机转矩22、与由送入侧张力24(T_b)和机械条件(辊直径D以及卷筒齿轮(reel gear)比Gr)决定的张力转矩25之和，也就是电动机转矩22与张力转矩25之和进行积分，从而确定送入侧TR(张力卷筒)速度20。此外，J是送入侧TR2的惯性力矩(Kg·m²)。

在滚轧机1中，由将辊缝变化量23(＝ΔS)上累加在如图所示的规定系数(M/(M+Q))得到的值、和将滚轧机1的送入侧张力24累加在如图所示的规定系数

得到的值，决定送出侧板厚26，根据所决定的送出侧板厚26，由质量流守恒(conservation of massflow)定律决定滚轧机送入侧速度21。而且，对滚轧机送入侧速度21与送入侧TR速度20之差进行积分得到的是送入侧张力24。

此外，在图8中，M是轧制常数M(kN/m)，Q是塑性常数Q(kN/m)，

是由送入侧张力T_b的变动引起的轧制载荷P(kN)的变动对送出侧板厚的影响系数(Kb)。

作为滚轧机1中的基本定律，有质量流守恒定律。其根据滚轧机1的送入侧(图7所示的滚轧机1左侧)与滚轧机1的送出侧(图7所示的右侧)的被轧制材u连续，由下式(1)表示。

H·Ve＝h·Vo            ……(1)

H：滚轧机1的送入侧板厚

h：滚轧机1的送出侧板厚

Ve：滚轧机1的送入侧板速

Vo：滚轧机1的送出侧板速

根据质量流守恒定律的式(1)，意味着在输入侧板厚恒定时，若输入侧板速变动则输出侧板厚变动。

在单机座滚轧机(图7所示的一台滚轧机1)的情况下，送入侧板速为送入侧TR速度。虽然送入侧TR2改变送入侧TR速度20以使张力转矩25与电动机转矩22一致，但是该变化由送入侧TR2的惯性与滚轧机1以及轧制过程进行，没有抑制送入侧速度20的变化的控制单元。

因此，在滚轧机1中，因为由板厚控制使送出侧板厚(滚轧机1的送出侧的被轧制材u的板厚)恒定，所以若对辊缝变化量23的ΔS进行操作，则与此相对应地滚轧机送入侧速度21(滚轧机1的送入侧的被轧制材u的速度)变化，从而产生送入侧张力(24)的偏差(ΔT_b)。

为了对其进行抑制而改变送入侧TR速度20，但由于这种改变会产生送出侧板厚变动。由送入侧TR2进行的送入侧张力抑制系统27，根据轧制条件的不同，有时如专利文献3所述那样时间常数较大，有时成为送出侧板厚变动的起伏大的的原因。

送入侧张力24也由轧制过程进行控制。若改变送入侧张力24，则滚轧机1的轧制载荷P变化，伴随于此滚轧机送入侧速度21发生变动。送入侧张力24也由于该送入侧张力轧制过程系统28而发生变动。由于送入侧张力轧制过程系统28的响应与送入侧张力抑制系统27相比非常快，因此图8的送入侧轧制过程能够以图9的方式进行转换。

另外，图9是简化了图8的轧制过程部分的框图。

由图9可知：滚轧机1的辊缝变化量23(＝ΔS)，表示为同相位且为送入侧张力24的偏差ΔT_b，在其被用送入侧TR2积分的状态下，送入侧TR速度20发生变化。因而，辊缝变化量23(＝ΔS)、送入侧张力24的偏差ΔTb、送入侧TR速度20的变化、以及送出侧板厚的变化，为如图10所示的关系。

图10是表示辊缝变化量23、送入侧张力24(T_b)、送入侧TR速度20、以及送出侧板厚的关系的图。

如图10所示，若辊缝变化量23发生变化，则滚轧机1的送入侧速度变化，送入侧张力24也发生变化。由于随着送入侧张力24的变化，送入侧TR2进行转矩恒定控制，因此送入侧TR速度20由送入侧TR的惯性产生的动作而发生变化。

若送入侧TR速度20变动，则根据质量流守恒定律(参照式(1))送出侧板厚发生变动。

若送出侧板厚发生变动，则送出侧板厚控制装置18(参照图7)为了使送出侧板厚恒定而对辊缝变化量23进行操作。若连续进行这一系列的动作，则如图10所示那样送出侧板厚将出现振动。

另外，实际上由于送出侧板厚计17(参照图7)设置在与滚轧机1分离的位置，因此直至检测出送出侧板厚控制装置18(参照图7)使用的送出侧板厚之前存在延迟时间，不过延迟时间相对于送出侧板厚的振动周期足够短时可以忽略。

此外，作为与本申请相关的文献公知发明，存在下面的专利文献1～3。

[专利文献1]特开平10-277618号公报

[专利文献2]特开2000-84615号公报

[专利文献3]专利4107760号公报

如上所述，在以往所使用的滚轧机1中，对送入侧TR2以及送出侧TR3进行的转矩恒定控制(电流恒定控制)，成为发生送出侧板厚变动的滚轧机1的送入侧以及送出侧速度的变动的主要原因。

这是因为进行了转矩恒定控制时，为了使送入侧TR2与送出侧TR3的转矩恒定，从而张力卷筒速度由送入侧TR2与送出侧TR3的惯性而发生变化。其结果，根据质量流守恒定律(参照式(1))发生送出侧板厚变动。

对于由滚轧机1生产的被轧制材u来说，最重要的是送出侧板厚精度(产品板厚精度)，虽然送入侧的张力对于作业稳定性较重要，但是只要为了维持产品板厚，即使存在少许变动在轧制作业上也不是问题。

发明内容

本发明鉴于上述实际情况，其目的在于提供一种抑制由送入侧/送出侧TR的速度变动而产生的滚轧机的送出侧板厚变动的滚轧机的控制装置及其控制方法。

为了完成上述目的，涉及本发明的第1发明的滚轧机的控制装置，在滚轧机送入侧/送出侧具有用于被轧制材的开卷以及收卷的张力卷筒，该滚轧机的控制装置具有张力速度控制部，其进行将张力卷筒与滚轧机之间的张力维持在所希望的值的控制，另一方面，对于与预先设定的范围的张力设定值的偏差，通过抑制张力偏差的修正，优先使张力卷筒速度恒定，从而抑制张力卷筒速度的变动。

涉及本发明的第2发明的滚轧机的控制方法，是在滚轧机送入侧/送出侧具有用于被轧制材的开卷以及收卷的张力卷筒的滚轧机的控制方法，其中的控制装置一方面进行将张力卷筒与滚轧机之间的张力维持在所希望的值的控制，另一方面，对于离预先设定的范围的张力设定值的偏差，抑制张力偏差的修正，并优先使张力卷筒速度恒定，从而进行抑制张力卷筒速度的变动的控制。

根据本发明，能够实现一种可以抑制因送入侧·送出侧张力卷筒的速度变动而发生的滚轧机的输出侧板厚变动的滚轧控制装置及其方法。

附图说明

图1是表示本发明中的第1实施方式的单机座滚轧机S的控制结构的示意图。

图2是表示由第1实施方式的送入侧TR速度控制送入侧TR时的控制结构的图。

图3(a)是表示第1实施方式的送入侧张力速度控制装置的详细结构的图，(b)是表示死区(dead band)设定曲线的图。是表示送入侧张力速度控制装置的详细结构的图。

图4(a)是表示第1实施方式的送入侧TR速度控制装置的结构的图，(b)是表示对(a)中所示的送入侧TR速度控制装置的I控制中的时间经过的I控制积分值的图，(c)是在经过时间表示从送入侧TR控制模式判定装置输入至(a)所示的送入侧TR速度控制装置的I控制中的转矩恒定控制电流指令的图，(d)是在经过时间表示从送入侧TR控制模式判定装置输入至(a)所示的送入侧TR速度控制装置的I控制的转矩恒定控制模式的信号的图。

图5是表示第1实施方式的送入侧TR控制模式判定装置的概要的图。

图6是表示在第2实施方式的滚轧机的送入侧以及送出侧没有张力计的单机座滚轧机中，由送入侧TR速度控制送入侧TR时的控制结构的图。

图7是作为以往的滚轧机的一例，表示单机座滚轧机的控制结构的示意图。

图8是表示单机座滚轧机的送入侧TR与滚轧机之间的轧制过程的示意图。

图9是简化了图8所示的轧制过程部分之后的框图。

图10是表示以往的辊缝变化量、送入侧张力、送入侧TR速度、以及送出侧板厚的关系的图。

图中：

1-滚轧机

2-送入侧TR(送入侧张力卷筒)

3-送出侧TR(送出侧张力卷筒)

8-送入侧张力计(送入侧张力检测单元)

9-送出侧张力计(送出侧张力检测单元)

11-送入侧张力设定装置(张力卷筒转矩恒定控制单元、控制装置)

13-送入侧张力控制(张力卷筒转矩恒定控制单元、控制装置)

15-送入侧张力电流转换装置(张力卷筒转矩恒定控制单元、控制装置)

33-非干扰控制装置(张力卷筒转矩恒定控制单元、控制装置)

41-送入侧TR速度控制装置(张力速度控制单元、控制装置)

42-送入侧张力速度控制装置(控制装置)

43-送入侧TR控制模式判定装置(速度/转矩控制切换单元、控制装置)

422-死区装置(控制装置)

424-死区决定装置(控制装置)

u-被轧制材

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明中的第1实施方式的单机座滚轧机S的控制结构的示意图。

【第1实施方式】

(单机座滚轧机S的概要)

第1实施方式的单机座滚轧机S，以速度恒定控制对送入侧张力卷筒(以下，称为送入侧TR2)进行控制，由将张力卷筒速度作为控制端的张力控制，对滚轧机1送入侧的被轧制材u的张力进行控制。该张力控制在作为控制对象的张力偏差中设置死区(dead band)来控制送入侧TR2的速度变动，使被轧制材u的送出侧板厚偏差最小。

也就是说，使送入侧TR2为速度恒定控制，抑制送入侧TR2的速度随着张力变动发生变动。

另外，在被轧制材u的送出侧板厚变动(产品板厚变动)较大时，选择送入侧TR2的速度恒定控制，在被轧制材u的送出侧板厚变动不大时，选择转矩恒定控制，从而进行保证产品质量的控制。

(单机座滚轧机S的结构)

图1所示的单机座滚轧机S，由于除了送入侧TR速度控制装置41、送入侧张力速度控制装置42、以及送入侧TR控制模式判定装置43(图1中由双点划线表示的H)以外，结构与单机座滚轧机S100(参照图7)相同，因此对于与单机座滚轧机S100相同的结构要素附于相同的符号进行表示，省略其详细的说明。

在此，作为送入侧TR速度控制装置41、送入侧张力速度控制装置42、以及送入侧TR控制模式判定装置43，例如在存储于PLC(ProgrammableLogic Controller：可编程逻辑控制器)的控制程序中由C语言等记载，通过运行该控制程序来实现。

另外，送入侧TR速度控制装置41、送入侧张力速度控制装置42、以及送入侧TR控制模式判定装置43没有特别限定，当然也可以采用电路来实现。

(速度恒定控制)

作为冷轧机的单机座滚轧机S中，滚轧机1的送入侧张力(图1所示的滚轧机1左侧的被轧制材u的张力)以及送入侧速度(图1所示的滚轧机1左侧的被轧制材u的速度)的变动，带给轧制后的被轧制材u的送出侧板厚(图1所示的滚轧机1右侧的被轧制材u的板厚)的影响较大。

因此，下面对由速度恒定控制(ASR)实施滚轧机1的送入侧TR2的控制的情况进行说明。

图2是表示由送入侧TR速度20控制送入侧TR2时的控制结构的图。

如图2所示，在送入侧张力速度控制装置42中，将由送入侧张力计8(参照图1)检测的送入侧张力24的实际值T_b反馈，决定送入侧TR2的速度，使其成为由送入侧张力设定装置11设定的送入侧张力。输入该送入侧张力速度控制装置42的送入侧TR速度指定的送入侧TR速度控制装置41检测送入侧TR速度20，以符合送入侧张力速度控制装置42的输出的送入侧TR速度指定的方式进行控制。

通过这种结构，可以根据来自其他的控制系统(例如，送出侧板厚控制装置18(参照图1))的要求操作送入侧TR速度20。

以往的转矩恒定控制时，如图8、图9所示，由送入侧张力抑制系统27决定送入侧张力转矩传送出的送入侧TR速度20，使其符合提供给送入侧TR2的电动机转矩22，但是，在本结构中，以送入侧张力24的实际值成为来自送入侧张力设定装置11(参照图2)的设定值的方式，由送入侧张力速度控制装置42(参照图2)控制送入侧TR速度20。

在以往的单机座滚轧机1的送入侧张力卷筒2中，一般情况下应用电动机转矩恒定控制。转矩恒定控制以与电动机转矩22一致的方式，使送入侧TR2的机械系统与滚轧机2中的轧制过程即送入侧张力抑制系统27进行动作。

因而，发生本发明要解决的课题的这种现象的是，在由送入侧板速V_e和被轧制材u的送出侧板厚h、影响系数

等决定的送入侧张力抑制系统27的响应降低的情况，也就是时间常数较大的情况，通常优选应用作为单纯控制系统的转矩恒定控制。

例如，如图2所示，在决定送入侧张力抑制系统27的增益的送入侧板速V_e大、送出侧板厚h小、影响系数K_b大等的情况下，时间常数变大，存在被轧制材u的产品的板厚变动大的问题。

因此，在本实施方式中，设有判定速度恒定控制与转矩恒定控制的送入侧TR控制模式判定装置43(参照图1、图2)，根据轧制速度的送入侧板速V_e或被轧制材u的送出侧板厚h、影响系数K_b的实际值，进行如下两种情况的切换，即：在速度恒定控制时，将送入侧TR速度控制装置41的输出即电流指令提供给送入侧TR控制装置5；在转矩恒定控制时，将根据由送入侧张力设定装置11设定的张力而由送入侧张力电流转换装置15求得的电流指令提供给送入侧TR控制装置5。

(送入侧张力速度控制装置42)

图3(a)是表示送入侧张力速度控制装置42的详细结构的图，图3(b)是表示死区设定曲线的图。

如图3所示的送入侧张力速度控制装置42，利用来自送入侧张力设定装置11的张力设定与由送入侧张力计8(参照图1)检测出的送入侧张力实际值之间的偏差，实施PI(Proportional Integral：比例积分)控制421。

若将滚轧机1的送入侧张力24维持在设定值，则由于需要对送入侧TR2的速度进行操作，因此设有送入侧张力变化量的死区，直至根据轧制状态决定的某个张力偏差的值为止不进行控制。这是因为：若没有设置送入张力变化量的死区的情况下进行控制，则与送入张力变化量相应的送入侧TR2的速度的变动会增大，结果在被轧制材u的送出侧板厚(产品板厚)中会产生变动(参照质量流守恒定律的式(1))。

因此，通过检测滚轧机1(参照图1)的送出侧的被轧制材u的板厚的送出侧板厚计17，如图3(a)所示那样，死区决定装置424接收送出侧板厚实际值，在死区决定装置424中，根据送出侧板厚实际值决定以何种程度容许张力变动。具体而言，如图3(b)所示，预先由计算等求得对于某个板厚的送入侧张力死区量，作为死区设定曲线425进行设定并存储于存储器中。

如图1所示，在被轧制材u的轧制中，死区决定装置424从送出侧板厚计17接收板厚实际值，根据该板厚实际值按照死区设定曲线425决定送入侧张力死区量，并在死区装置422中进行设定。

在设定了该送入侧张力死区量的死区装置422中，对送入侧张力偏差实施死区处理，并过渡至PI控制421。在PI控制421中，利用张力偏差的值进行PI控制，并输出由张力偏差产生的送入侧TR速度变化量。

在此，送入侧TR速度变化量，是来自送入侧TR速度设定值的偏差量。

因此，根据由滚轧机速度设定装置10所设定的滚轧机1的速度设定，由送入侧速度计算装置423求得送入侧TR速度设定值，在该送入侧TR速度设定值上加上送入侧TR速度变化量，从而作为送入侧TR速度指令进行输出。而且，取得该送入侧TR速度指令与送入侧TR速度20实际值之间的偏差(图3(a)中由(-)符号表示，参照图2)，并提供给送入侧TR速度控制装置41(参照图3、图1)。

(送入侧TR速度控制装置41)

图4(a)是表示送入侧TR速度控制装置41的结构的图，图4(b)至图4(d)是表示送入侧TR速度控制装置41的动作的图，图4(b)是表示对图4(a)所示的I控制412中的经过时间t的I控制积分值的图，图4(c)是在经过时间t表示从送入侧TR控制模式判定装置43输入至图4(a)所示的I控制412的转矩恒定控制电流指令的图，图4(d)是在经过时间t表示从送入侧TR控制模式判定装置43输入至图4(a)所示的I控制412的转矩恒定控制模式的信号的图。

如图4(a)所示，送入侧TR速度控制装置41根据送入侧张力速度控制装置42的速度指令与送入侧TR速度实际值之间的偏差，由PI控制计算电流指令。

在此，在本单机座滚轧机S中，为了产生转矩恒定控制与速度恒定控制的切换，将送入侧TR速度控制装置41中的PI控制分为P(比例)控制411与I(积分)控制412，对于I控制412，由送入侧TR控制模式判定装置43的输出施加修正。

在转矩恒定控制模式时，如图1、图2所示，由送入侧张力电流转换装置15从送入侧张力设定装置11的张力指令转换得到的电流指令，经由送入侧TR控制模式判定装置43，对送入侧TR控制装置5进行输出，但是由于送入侧TR速度控制装置41不进行动作，因此图4(a)所示的I控制412的输出为0。在该状态下，若从转矩恒定控制切换至速度恒定控制，则电流指令为0，从而不能保持张力。

因此，在送入侧TR控制模式判定装置43(参照图4(a)，图1)选择了转矩恒定模式(转矩恒定控制)(图4(d)的α1控制)时，对送入侧TR速度控制装置41(参照图4(a))的I控制412，总实施由转矩恒定控制的电流指令置换积分项的处理(参照图4(b))。若从转矩恒定控制(参照图4(d)的α1)切换至速度恒定控制(参照图4(d)的α2)，则停止积分项的置换处理，送入侧TR速度控制装置41根据转矩恒定控制时的电流指令开始控制。

(送入侧TR控制模式判定装置43)

图5是表示送入侧TR控制模式判定装置43的概要的图。

在图5所示的送入侧TR控制模式判定装置43中，根据送入侧板速V_e大、送出侧板厚h小、影响系数K_b等的轧制实际值，输出切换装置431选择转矩恒定控制或速度恒定控制。

输出切换装置431根据选择结果选择了转矩恒定控制时，将在送入侧电流转换装置15的输出加上存储在后面叙述的保持存储器(hold memory)433中的电流值而进行修正后的输出435侧提供给电流指令436。

另一方面，输出切换装置431选择了速度恒定控制时，将图5所示的送入侧TR速度控制装置41的输出434侧提供给电流指令436。

输出切换装置431从速度恒定控制切换至转矩恒定控制(电流恒定控制)时，会发生送入侧张力电流转换装置15的输出与送入侧TR速度控制装置41(参照图5、图1)的输出不一致的情况，该情况下，电流指令以阶梯状变化(参照图4(c)的β1)，并且送入侧TR速度20变动，从而发生滚轧机1的送入侧的被轧制材u的张力以及送出侧的被轧制材u的板厚变动。

因此，在速度恒定控制OFF定时(参照图4(d)的β2)，如图5所示，将送入侧TR速度控制装置41与送入侧张力电流转换装置15的输出之间的差存储在保持存储器433中，并将所存储的值加在送入侧张力电流转换装置15的输出上，从而防止电流指令以阶梯状变化(参照图4(b)的β3)。

在图5所示的送入侧TR控制模式判定装置43的规则库(rule base)432中，根据轧制设定信息与轧制实际信息，将要利用转矩恒定控制(电流恒定控制)还是速度恒定控制作为控制规则进行设定。

例如，如图2所示，在决定送入侧张力抑制系统27的增益的影响系数

大、送出侧板厚h小、送入侧板速V_e大时，由于时间常数大，并且送出侧(产品板厚)的变动大，因此选择速度恒定控制，除此以外的情况下，选择转矩恒定控制。此外，J(送入侧TR2的惯性力矩)、Gr(送入侧TR2与驱动送入侧TR2的电动机之间的齿轮比)由于是机械系统，因此可认为是固定的。

也就是说，PLC的控制程序的源代码如下所示，作为结论部分为(选择速度恒定控制)或者(转矩恒定控制)。

IF  (K_b＞K1)AND(h＜h1)AND(V_e＞V1)

THEN     (选择速度恒定控制)

ELSE     (选择转矩恒定控制)

此外，K1、h1、V1为常数，其值可以根据各种条件适当选择。

根据上述结构，可以由转矩恒定控制使送入侧TR2进行动作，也可以由速度恒定控制使其动作，另外根据轧制实际情况能够适时切换二者来进行使用。因此，可以使送入侧TR速度20变动引起的滚轧机1的送出侧板厚变动(产品的板厚变动)最小化。

另外，虽然在第1实施方式的送入侧张力速度控制装置42(参照图3)中，对送入侧张力偏差设置有死区(死区装置422、死区决定装置424)，但是作为代替该结构的结构，可以在速度指令中设置限幅器，通过进行控制使送入侧TR速度不会变动至限制值以上，从而抑制送出侧板厚偏差。该情况下，根据送入侧张力24与送出侧板厚偏差的优先顺序实施控制。

另外，在第1实施方式中，虽然示例并说明了根据被轧制材u的轧制状态来切换送入侧TR2的速度恒定控制与送入侧TR2的转矩恒定控制的结构，但除此以外，也可以根据被轧制材u的产品规格切换送入侧TR2的速度恒定控制与送入侧TR2的转矩恒定控制，或者可以在轧制前预先决定。或者在被轧制材u的轧制中根据轧制状态，或者根据以往(上次、上上次、…等)的被轧制材u的轧制状态进行切换。

【第2实施方式】

下面，利用图6对第2实施方式的单机座滚轧机进行说明。

另外，图6是表示在第2实施方式的滚轧机的送入侧以及送出侧没有张力计的单机座滚轧机中，由送入侧TR速度20控制送入侧TR2时的控制结构的图。

第2实施方式的单机座滚轧机，是在滚轧机1的送入侧以及送出侧没有设置用于测定实际张力的送入侧/送出侧张力计8、9(参照图1)的情况。

在单机座滚轧机的送入侧以及送出侧没有设置用于测定实际张力的张力计时，如图6所示，由于在电动机转矩22与送入侧张力转矩25一致的时刻，送入侧TR速度20的变化为零，因此以由送入侧张力电流转换装置15从来自送入侧张力设定装置11的设定张力转换得到的电流值i1与电流指令i2一致的方式构成送入侧张力速度控制装置42，其中的电流指令i2是送入侧TR速度控制装置41以与送入侧张力速度控制装置42的速度指令一致的方式进行了控制的结果。

根据这种结构，对于没有设置张力计的滚轧机也能够应用本方式的由送入侧TR速度20控制送入侧TR2的结构。

此外，虽然在第1、第2实施方式中，对送入侧TR2的控制方法进行了叙述，但是同样的结构也可以应用于送出侧TR3的控制。

另外，在上述的实施方式中，虽然将单机座滚轧机作为实施方式，但是作为滚轧机并不限于单机座滚轧机，在含有多数的具有多个滚轧机机座的连轧机中，在送入侧或者送出侧设置有张力卷筒的情况下也可以应用。

通过将张力卷筒(2、3)的控制方法从电流恒定控制(转矩恒定控制)变更至速度恒定控制，由速度指令进行张力控制(转矩恒定控制)，并且只要张力变动为容许值内就不进行张力卷筒的速度变更，来抑制张力卷筒的速度变动，从而能够解决被轧制材u的送出侧板厚变动(产品板厚变动)。

另外，由于从控制响应性的观点看来转矩恒定控制更好一些，因此根据轧制状态切换转矩恒定控制与速度恒定控制来进行使用。

此外，在没有设置张力计(8、9)的滚轧机中，可以一边通过实施对张力卷筒速度指令进行操作的控制使得电流实际值与张力卷筒(2、3)的电流指令相符合，从而将滚轧机送入送出侧的张力维持为设定值，一边实施张力卷筒速度控制。

根据上述结构，与以往的对张力卷筒进行转矩恒定控制(电流恒定控制)的情况相比较，可以抑制滚轧机送出侧板厚变动，提高板厚精度(产品板厚精度)。

本发明可以应用于冷轧机的控制，在实际使用上没有问题。

Claims (14)

1.一种滚轧机的控制装置，所述滚轧机在滚轧机送入侧/送出侧具有用于被轧制材的开卷以及收卷的张力卷筒，所述控制装置的特征在于，

具有张力速度控制部，其进行将所述张力卷筒与所述滚轧机之间的张力维持在所希望的值的控制，另一方面，对于与预先设定的范围的张力设定值的偏差，通过优先使张力卷筒速度恒定，并抑制对所述张力偏差的修正，从而抑制所述张力卷筒速度的变动。

2.根据权利要求1所述的滚轧机的控制装置，其特征在于，

具有速度/转矩控制切换部，其根据轧制状态切换如下的两种控制，分别是：

由所述张力速度控制部实施的根据所述张力卷筒的速度使所述张力恒定的控制；

由张力卷筒转矩恒定控制部实施的通过使所述张力卷筒的驱动转矩恒定从而使所述张力恒定的控制。

3.根据权利要求2所述的滚轧机的控制装置，其特征在于，

所述速度/转矩控制切换部，根据所述被轧制材的轧制状态或所述被轧制材的产品规格进行切换，即使用由所述张力速度控制部实施的使所述张力恒定的控制、还是由所述张力卷筒转矩恒定控制部实施的使所述张力恒定的控制。

4.根据权利要求2所述的滚轧机的控制装置，其特征在于，

所述速度/转矩控制切换部，根据所述被轧制材的产品规格，在轧制前预先决定使用由所述张力速度控制部实施的使所述张力恒定的控制、还是由所述张力卷筒转矩恒定控制部实施的使所述张力恒定的控制。

5.根据权利要求1所述的滚轧机的控制装置，其特征在于，

由所述张力速度控制部进行的所述张力卷筒与滚轧机之间的张力的控制，使用由张力检测部检测出的所述被轧制材的实际值来进行，所述张力检测部设置在所述滚轧机的送入送出侧之中的至少一方。

6.根据权利要求1所述的滚轧机的控制装置，其特征在于，

所述张力卷筒与滚轧机之间的张力的控制以如下方式进行，即：所述张力卷筒的驱动转矩指令实际情况与根据所述张力的设定值计算出的张力卷筒的驱动转矩指令一致。

7.根据权利要求2至权利要求4以及权利要求6之中的任意一项所述的滚轧机的控制装置，其特征在于，

所述张力卷筒的驱动转矩指令，由所述张力卷筒的驱动电流指令提供。

8.一种滚轧机的控制方法，所述滚轧机在滚轧机送入侧/送出侧具有用于被轧制材的开卷以及收卷的张力卷筒，所述控制方法的特征在于，

控制装置一方面进行将所述张力卷筒与所述滚轧机之间的张力维持在所希望的值的控制，另一方面，对于与预先设定的范围的张力设定值的偏差，优先使张力卷筒速度恒定，抑制所述张力偏差的修正，从而进行抑制所述张力卷筒速度的变动的控制。

9.根据权利要求8所述的滚轧机的控制方法，其特征在于，

所述控制装置，除了根据所述张力卷筒的速度使所述张力恒定的控制，还进行使所述张力卷筒的驱动转矩恒定从而使所述张力恒定的控制，并切换所述两种控制。

10.根据权利要求9所述的滚轧机的控制方法，其特征在于，

根据所述被轧制材的轧制状态或所述被轧制材的产品规格进行如下的切换，即使用根据所述张力卷筒的速度使所述张力恒定的控制、还是使所述张力卷筒的驱动转矩恒定从而使所述张力恒定的控制。

11.根据权利要求9所述的滚轧机的控制方法，其特征在于，

根据所述被轧制材的产品规格，在轧制前预先决定使用根据所述张力卷筒的速度使所述张力恒定的控制、还是使所述张力卷筒的驱动转矩恒定从而使所述张力恒定的控制。

12.根据权利要求8所述的滚轧机的控制方法，其特征在于，

所述张力卷筒与滚轧机之间的张力的控制，使用由张力检测部检测出的实际值进行，所述张力检测部设置在所述滚轧机的送入送出侧之中的至少一方。

13.根据权利要求8所述的滚轧机的控制方法，其特征在于，

所述张力卷筒与滚轧机之间的张力的控制以如下方式进行，即：所述张力卷筒的驱动转矩指令实际情况与根据所述张力的设定值计算出的所述张力卷筒的驱动转矩指令一致。

14.根据权利要求9至权利要求11以及权利要求13之中的任意一项所述的滚轧机的控制方法，其特征在于，

所述张力卷筒的驱动转矩指令，由所述张力卷筒的驱动电流指令提供。

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