HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzregelungsvorrichtung und ein Walzregelungsverfahren, die sich im Hinblick auf Walzenexzentrizitäten für eine automatische Kalibrierregelung eignen.The present invention relates to a roll control apparatus and method that are suitable for automatic calibration control with regard to roll eccentricities.
Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the Related Art
Bei der automatischen Kalibrierregelung in einem Walzgerüst werden von Exzentrizitäten an Stützwalzen unerwünschte Dickenabweichungen verursacht. Um die Auswirkungen dieser Stützwalzenexzentrizitöten auf die Dickenabweichungen zu verringern, wird für gewöhnlich eine Walzenexzentrizitätsregelung ausgeführt, indem Walzenexzentrizitätsanteile aus Walzkraftschwankungen oder Dickenabweichungen am Walzgerüstausgang übernommen werden, um eine Walzspaltposition in des Walzgerüsts zu regeln.Automatic calibration control in a rolling stand causes unwanted thickness deviations from eccentricities on back-up rolls. In order to reduce the effects of these backup roll eccentricities on the thickness variations, roll eccentricity control is usually performed by accepting roll eccentricity components from rolling force variations or thickness variations at the mill stand exit to control a roll gap position in the mill stand.
Die Signale, die Walzkraftschwankungen oder Dickenabweichungen anzeigen, enthalten Anteile, die von anderen Faktoren als den Auswirkungen der Walzenexzentrizitäten herrühren. Bei der Walzenexzentrizitätsregelung werden die mit Walzenexzentrizitäten zusammenhängenden Anteile üblicherweise extrahiert, indem die Exzentrizitäten bei jeweiligen Drehwinkeln der oberen und unteren Walzen übernommen oder integriert werden, oder indem sie über eine Fourier-Transformation berechnet werden.The signals indicative of rolling force variations or thickness deviations contain contributions which result from factors other than the effects of roll eccentricities. In the roll eccentricity control, the roll eccentricities are usually extracted by taking over or integrating the eccentricities at respective angles of rotation of the upper and lower rolls, or by calculating them by a Fourier transform.
Um die Auswirkungen der Walzenexzentrizitäten auf die Dickenabweichungen zu reduzieren, werden ein starker Lernkoeffizient und eine große Regelungsverstärkung verwendet, um eine Walzspaltposition auf der Grundlage der bestehenden Walzenexzentrizitäten zu regeln. Die Dickenschwankungen aufgrund der Walzenexzentrizitäten enthalten für gewöhnlich Frequenzanteile, die dem 1- bis N-fachen der Drehfrequenzen der oberen und unteren Stützwalzen entsprechen, und die Periode der Walzenexzentrizitäten schwankt in Abhängigkeit von der Walzgeschwindigkeit. Wenn äußere Störfaktoren, wie zum Beispiel Spannungsschwankungen, vorliegen, die eine Frequenz haben, die dem 1- bis N-fachen der Drehfrequenzen der Walzen entspricht, entsteht bei einer Frequenz nahe der Frequenz der äußeren Störfaktoren ein Resonanzsystem, was die Dickenabweichungen am Walzgerüstausgang verschlechtert. Die Signale, die die Dickenabweichungen am Walzgerüstausgang anzeigen, reagieren empfindlich auf die Dickenabweichungen am Walzgerüsteingang, die Unregelmäßigkeit der Härte eines zu walzenden Materials sowie die Spannungen am Walzgerüsteingang und Walzgerüstausgang, bei denen es sich im Gegensatz zu den Walzenexzentrizitäten um äußere Störfaktoren handelt. Um die Auswirkungen solcher äußeren Störfaktoren or die Resonanz zu reduzieren, bedarf es eines Mechanismus, um ausschließlich die Walzenexzentrizitätsanteile zu extrahieren.To reduce the effects of roll eccentricities on thickness variations, a high learning coefficient and control gain are used to control a roll gap position based on the existing roll eccentricities. The thickness variations due to roll eccentricities usually include frequency components corresponding to 1 to N times the rotational frequencies of the upper and lower backup rolls, and the period of roll eccentricities varies depending on the rolling speed. When there are external disturbances such as voltage fluctuations having a frequency corresponding to 1 to N times the rotational frequencies of the rollers, a resonance system arises at a frequency close to the frequency of the external disturbance factors, deteriorating the thickness variations at the mill stand output. The signals indicative of the mill standstill thickness variations are sensitive to the mill offset entrance thickness, the irregularity of the hardness of a material to be rolled, and the turret input and mill stand tensions which, in contrast to roll eccentricities, are external disturbances. To reduce the effects of such extrinsic disturbances or resonance, a mechanism is needed to extract only the roll eccentricity components.
Beispielsweise in der JP 2006-272446 A ist eine Technik zur Eliminierung von Dickenabweichungen aufgrund von Walzenexzentrizitäten offenbart, indem die Exzentrizitätsanteile von zwei Stützwalzen (einer oberen und einer unteren Stützwalze) durch eine Fourier-Transformation präzise extrahiert werden. Die WO 2009/136435 offenbart eine Technik zum Erfassen von Walzenexzentrizitätsanteilen durch Ausführen einer Fourier-Transformation an Walzenexzentrizitätssignalen, die erhalten werden, indem per Kalibriermessgerät bestimmte Dickenabweichungen, die aus Walzspalten und Walzkräften berechnet werden, mit Dickenabweichungen verglichen werden, die durch eine Dickenerfassungseinrichtung am Walzgerüstausgang erfasst werden, und dann die Unterschiede bestimmt werden.For example, in the JP 2006-272446 A For example, there is disclosed a technique for eliminating thickness variations due to roll eccentricities by precisely extracting the eccentricities of two back-up rolls (upper and lower back-up rolls) by a Fourier transform. The WO 2009/136435 discloses a technique for detecting roll eccentricity levels by performing a Fourier transform on roll eccentricity signals obtained by comparing thickness deviations calculated from roll gaps and rolling forces by calibration gauge with thickness deviations detected by a thickness detector at the mill stand exit, and then the differences are determined.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die Auswirkungen der äußeren Störfaktoren oder die Resonanz aufgrund der Phasenverschiebung der Ausgangsdaten zur Walzenexzentrizitätsregelung können mit der in JP 2006-272446 A offenbarten Technik nicht beseitigt werden. Obwohl man durch diese Technik Dickenschwankungsanteile mit einer Frequenz bis hin zum doppelten Wert der Drehfrequenzen der oberen und unteren Stützwalze beseitigen kann, kann diese Technik keine Dickenschwankungsanteile mit einer Frequenz beseitigen, die dem Dreifachen der Drehfrequenzen entspricht oder noch höher liegt. Mit dieser Technik lassen sich also keine Anteile hoher Frequenzen in Dickenabweichungsschwankungsanteilen beseitigen, die von Walzenexzentrizitäten herrühren (wie zum Beispiel Frequenzanteile bei einer Frequenz, die ein Mehrfaches der Drehfrequenzen der oberen und unteren Stützwalzen beträgt).The effects of the external disturbance factors or the resonance due to the phase shift of the output data for roll eccentricity control can be compared with those in JP 2006-272446 A disclosed technique can not be eliminated. Although this technique can eliminate thickness variations with a frequency as high as twice the rotational frequencies of the upper and lower back-up rolls, this technique can not eliminate thickness fluctuation portions having a frequency which is equal to or higher than three times the rotation frequencies. Thus, with this technique, no high frequency components can be eliminated in thickness variation fluctuation ratios resulting from roller eccentricities (such as frequency components at a frequency many times the rotational frequencies of the upper and lower back-up rollers).
Mit der in WO 2009/136435 offenbarten Technik ist eine genaue Erfassung von Walzenexzentrizitäten theoretisch möglich; die Technik versagt jedoch bei der genauen Erfassung von Walzenexzentrizitäten insbesondere bei hoher Walzgeschwindigkeit. Eine Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung besteht in der Tat aus einer speziell konzipierten Hardware, die eine gewisse Zeit benötigt, um den tatsächlichen Wert einer Walzspaltposition von einer Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung auf eine Walzenexzentrizitäts-Regelungsvorrichtung zu übertragen, um die Daten über eine Walzspaltposition zu aktualisieren. Eine Verzögerung bei der Aktualisierung der Walzspaltpositionsdaten verhindert bei einer hohen Walzgeschwindigkeit die korrekte Berechnung einer per Kalibriermessgerät bestimmten Dicke, was zu einer ungenauen Erfassung einer Walzenexzentrizität führt. With the in WO 2009/136435 In accordance with the disclosed technique, accurate detection of roll eccentricities is theoretically possible; However, the technique fails to accurately detect roll eccentricities, especially at high rolling speeds. In fact, a roll gap position control device is a specially designed hardware which takes a certain time to transfer the actual value of a roll gap position from a roll gap position control device to a roll eccentricity control device to update the data about a roll gap position. A delay in updating the nip position data at a high rolling speed prevents the correct calculation of a caliper determined thickness, resulting in inaccurate detection of roll eccentricity.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Walzregelungsvorrichtung und ein Walzregelungsverfahren bereitzustellen, die Anteile hoher Frequenzen von Walzenexzentrizitäten (Frequenzanteile, die das Mehrfache der Drehfrequenzen von Stützwalzen betragen) genau erfassen und Dickenabweichungen aufgrund der Walzenexzentrizitäten reduzieren.An object of the present invention is to provide a roll control apparatus and a roll control method which accurately detects high-frequency portions of roll eccentricities (frequency components which are many times the rotation frequencies of back-up rolls) and reduces thickness variations due to roll eccentricities.
Eine Walzregelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die zum Regeln eines Walzgerüsts mit einer Rollwalze zum Walzen eines zu walzenden Materials dient, umfasst: eine erste Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit zum Berechnen einer ersten Walzenexzentrizität der Rollwalze auf der Grundlage einer Schwankung einer Walzkraft, die von der Rollwalze auf das zu walzende Material aufgebracht wird; eine zweite Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit zum Berechnen einer zweiten Walzenexzentrizität der Rollwalze auf der Grundlage einer Abweichung einer Dicke des zu walzenden Materials am Ausgang des Walzgerüsts; eine Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit zum Übernehmen einer Walzenexzentrizität pro Umdrehung der Rollwalze, wobei die Walzenexzentrizität bei jeweiligen vorbestimmten Drehwinkeln der Rollwalze berechnet wird, indem die von der ersten Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit berechnete erste Walzenexzentrizität und die von der zweiten Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit berechnete zweite Walzenexzentrizität aufaddiert werden; und/oder eine Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Ausgabeeinheit zum Ausgeben der von der Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit übernommenen Walzenexzentrizität an eine Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung zum Regeln einer Walzspaltposition der Rollwalze.A roll control apparatus of the present invention, which is for controlling a rolling stand having a rolling roll for rolling a material to be rolled, comprises: a first roll eccentricity calculating unit for calculating a first rolling eccentricity of the rolling roll based on a fluctuation of a rolling force applied from the rolling roll to the rolling roll applied to rolling material; a second roller eccentricity calculating unit for calculating a second roller eccentricity of the rolling roller based on a deviation of a thickness of the material to be rolled at the exit of the rolling stand; a roll eccentricity learning unit for taking a roll eccentricity per revolution of the roll roll, the roll eccentricity being calculated at respective predetermined rotation angles of the roll roll by adding up the first roll eccentricity calculated by the first roll eccentricity calculation unit and the second roll eccentricity calculated by the second roll eccentricity calculation unit; and / or a roll eccentricity control data output unit for outputting the roll eccentricity adopted from the roll eccentricity learning unit to a roll gap position control device for controlling a roll gap position of the roll roll.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden eine Walzregelungsvorrichtung und ein Walzregelungsverfahren bereitgestellt, die Walzenexzentrizitäten genau erfassen, welche Frequenzanteile haben, die das Mehrfache der Drehfrequenzen von Stützwalzen betragen, und mit denen sich von den Walzenexzentrizitäten herrührende Dickenabweichungen reduzieren lassen.According to an embodiment of the present invention, there are provided a roll control apparatus and a roll control method which accurately detect roll eccentricities having frequency components which are several times the rotation frequencies of back-up rolls, and which can reduce thickness variations resulting from roll eccentricities.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt einen beispielhaften Walzenexzentrizitäts-Regelungsaufbau einer Walzregelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen beispielhaften Aufbau eines zu regelnden Walzgerüsts; 1 11 shows an exemplary roll eccentricity control structure of a roll control apparatus according to a first embodiment of the present invention and an exemplary structure of a rolling mill to be controlled;
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2A zeigt eine beispielhafte Walzkraftschwankung ΔP und eine beispielhafte Dickenabweichung Δh aufgrund von Walzenexzentrizitäten, 2A shows an exemplary rolling force fluctuation ΔP and an exemplary thickness deviation Δh due to rolling eccentricities,
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2B zeigt beispielhafte berechnete Walzenexzentrizitäten, und 2C zeigt eine beispielhafte erfasste Walzenexzentrizität; 2 B shows exemplary calculated roll eccentricities, and 2C shows an exemplary detected roll eccentricity;
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3A zeigt eine beispielhafte Walzkraftschwankung ΔP und eine beispielhafte Dickenabweichung Δh, die neben Walzenexzentrizitäten von äußeren Störfaktoren herrühren, 3B zeigt beispielhafte berechnete Walzenexzentrizitäten, und 3C zeigt eine beispielhafte erfasste Walzenexzentrizität; 3A FIG. 12 shows an exemplary rolling force fluctuation ΔP and an exemplary thickness deviation Δh, which apart from rolling eccentricities result from external disturbing factors. 3B shows exemplary calculated roll eccentricities, and 3C shows an exemplary detected roll eccentricity;
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4 zeigt im Detail einen beispielhaften Aufbau einer Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit zum Übernehmen einer Walzenexzentrizität einer Stützwalze; und 4 shows in detail an exemplary construction of a roller eccentricity learning unit for adopting a roller eccentricity of a back-up roller; and
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5 zeigt einen beispielhaften Walzenexzentrizitäts-Regelungsaufbau einer Walzregelungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen beispielhaften Aufbau eines zu regelnden Walzgerüsts. 5 11 shows an exemplary roll eccentricity control structure of a roll control device according to a second embodiment of the present invention and an exemplary structure of a roll stand to be controlled.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind die gleichen Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen versehen, um Wiederholungen in der Beschreibung zu vermeiden.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are given the same reference numerals to avoid repetitions in the description.
<<Erste Ausführungsform>> << First Embodiment >>
1 zeigt einen beispielhaften Walzenexzentrizitäts-Regelungsaufbau einer Walzregelungsvorrichtung 100 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen beispielhaften Aufbau eines zu regelnden Walzgerüsts 150. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Walzgerüst 150 zum Walzen eines zu walzenden Materials 1 sechs Rollwalzen, bei denen es sich um Stützwalzen 2 und 3, Zwischenwalzen 4 und 5 und Arbeitswalzen 6 und 7 handelt. Das Walzgerüst 150 umfasst darüber hinaus eine Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung 8, eine Walzkrafterfassungseinheit 9, eine Dickenerfassungseinrichtung 10 am Walzgerüstausgang und Stützwalzen-Rotationserfassungseinrichtungen 11 und 12. 1 shows an exemplary roller eccentricity control structure of a roll control device 100 according to a first embodiment of the present invention and an exemplary structure of a roll stand to be controlled 150 , As in 1 is shown includes the rolling stand 150 for rolling a material to be rolled 1 six rolling rolls, which are backup rolls 2 and 3 , Intermediate rolls 4 and 5 and strippers 6 and 7 is. The rolling stand 150 further includes a roll gap position control device 8th , a rolling force detecting unit 9 a thickness detection device 10 at the mill stand exit and back-up rotation detection devices 11 and 12 ,
Die Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung 8 stellt die Walzspaltposition und den Spalt der Arbeitswalze 7 auf eine Sollposition ein. Die Walzkrafterfassungseinheit 9 an der Stützwalze 2 erfasst eine Walzkraft, die auf das zu walzende Material 1 aufgebracht wird. Die Dickenerfassungseinrichtung 10 am Walzgerüstausgang misst die Dicke des zu walzenden Materials 1 nach einem Walzvorgang. Die Stützwalzen-Rotationserfassungseinrichtungen 11 und 12 erfassen die Drehwinkel der Stützwalze 2 bzw. 3.The roll gap position control device 8th represents the nip position and the nip of the work roll 7 to a target position. The rolling force detection unit 9 on the back-up roll 2 detects a rolling force acting on the material to be rolled 1 is applied. The thickness detection device 10 at the mill stand exit, the thickness of the material to be rolled is measured 1 after a rolling process. The back-up rotation detection devices 11 and 12 detect the rotation angle of the support roller 2 respectively. 3 ,
Die Drehwinkel der Stützwalzen 2 und 3 können durch andere Verfahren erfasst werden als das Verfahren, das sich der Stützwalzen-Rotationserfassungseinrichtungen 11 und 12 bedient. Die Drehwinkel können auf der Grundlage den Drehwinkeln berechnet werden, die durch eine Rotationserfassungseinrichtung eines Motors zum Antreiben der Arbeitswalzen 6 und 7 oder Zwischenwalzen 4 und 5 erfasst werden, und auf der Grundlage den Verhältnissen der Durchmesser der Arbeitswalzen 6 und 7 oder Zwischenwalzen 4 und 5 zu den Durchmessern der Stützwalzen 2 und 3. Die Genauigkeit bei der Erfassung der Drehwinkel kann verbessert werden, indem ein Sensor zur Erfassung einer Umdrehung oder einer halben Umdrehung der Stützwalzen 2 und 3 platziert wird.The rotation angle of the support rollers 2 and 3 can be detected by other methods than the method used by the back-up rotation detecting devices 11 and 12 served. The rotation angles may be calculated based on the rotation angles provided by rotation detecting means of a motor for driving the work rolls 6 and 7 or intermediate rolls 4 and 5 are recorded, and on the basis of the ratios of the diameters of the work rolls 6 and 7 or intermediate rolls 4 and 5 to the diameters of the back-up rolls 2 and 3. The accuracy in detecting the rotation angles can be improved by using a sensor for detecting one revolution or one-half revolution of the back-up rolls 2 and 3 is placed.
Die Walzregelungsvorrichtung 100 umfasst Verarbeitungsfunktionsblöcke, wie zum Beispiel Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheiten 13 und 14; Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheiten 20, 21, 30 und 31; Walzenexzentrizitäts-Lerneinheiten 22 und 32; Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Berechnungseinheiten 24 und 34; und eine Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Ausgabeeinheit 40. Die Walzregelungsvorrichtung 100 weist darüber hinaus Speicherfunktionsblöcke, wie zum Beispiel Walzenexzentrizitäts-Lerntabellen 23 und 33, auf.The roll control device 100 includes processing function blocks, such as roll eccentricity calculation units 13 and 14 ; Walzenexzentrizitäts transmission units 20 . 21 . 30 and 31 ; Walzenexzentrizitäts learning units 22 and 32 ; Walzenexzentrizitäts control data calculation units 24 and 34 ; and a roller eccentricity control data output unit 40 , The roll control device 100 also has memory function blocks, such as whale eccentricity learning tables 23 and 33.
Im Hinblick auf die beiden Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheiten 13 und 14 berechnet die Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 13 eine Walzenexzentrizität auf der Grundlage einer Walzkraftschwankung in einem Kraftmodus, und die Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 14 berechnet eine Walzenexzentrizität auf der Grundlage einer Dickenabweichung in einem Dickenmodus. Was die beiden Walzenexzentrizitäts-Lerneinheiten 22 und 32 anbelangt, übernimmt die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 Walzenexzentrizitäten der oberen Stützwalze 2, und die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 32 übernimmt Walzenexzentrizitäten der unteren Stützwalze 3. Hinsichtlich der vier Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheiten 20, 21, 30 und 31 überträgt die Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 20 eine Walzenexzentrizität auf der Grundlage einer Walzkraftschwankung der oberen Stützwalze 2, die Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 21 überträgt eine Walzenexzentrizität auf der Grundlage einer Dickenabweichung auf der Seite der oberen Stützwalze 2, die Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 30 überträgt eine Walzenexzentrizität auf der Grundlage einer Walzkraftschwankung der unteren Stützwalze 3, und die Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 31 überträgt eine Walzenexzentrizität auf der Grundlage einer Dickenabweichung aufseiten der unteren Stützwalze 3.With regard to the two roll eccentricity calculation units 13 and 14 calculates the roll eccentricity calculation unit 13 a roll eccentricity based on a rolling force variation in a force mode, and the roll eccentricity calculating unit 14 calculates a roll eccentricity based on a thickness deviation in a thickness mode. What the two roller eccentricity learning units 22 and 32 As far as the whale eccentricity learning unit takes over 22 Roller eccentricities of the upper support roller 2 , and the roller eccentricity learning unit 32 takes over Walzenexzentrizitäten the lower support roller 3 , Regarding the four roll eccentricity transmission units 20 . 21 . 30 and 31 transmits the roller eccentricity transmission unit 20 a roll eccentricity based on a rolling force variation of the upper backup roll 2 , the roller eccentricity transmission unit 21 transfers a roll eccentricity based on a thickness deviation on the side of the upper back-up roll 2 , the roller eccentricity transmission unit 30 transfers a roll eccentricity based on a rolling force variation of the lower backup roll 3 , and the roller eccentricity transmission unit 31 transfers a roll eccentricity based on a thickness deviation on the lower backup roll side 3 ,
Die Walzregelungsvorrichtung 100 mit dem obigen Aufbau besteht aus einer digitalen Regelschaltung mit einem Universalcomputer. In diesem Fall werden die Funktionen der vorgenannten Verarbeitungsfunktionsblöcke der Walzregelungsvorrichtung 100 durch eine Verarbeitungseinheit eines Computers durchgeführt, die vorbestimmte Programme ausführt, welche in einem Speicher, wie beispielsweise einem Hauptspeicher, abgelegt sind. Die Speicherfunktionsblöcke, wie zum Beispiel die Walzenexzentrizitäts-Lerntabellen 23 und 33, bestehen in einem Speicher im Computer.The roll control device 100 with the above construction consists of a digital control circuit with a general-purpose computer. In this case, the functions of the aforementioned processing function blocks of the roll control device 100 by a processing unit of a computer executing predetermined programs stored in a memory such as a main memory. The memory function blocks, such as the roll eccentricity learning tables 23 and 33, exist in a memory in the computer.
Nachfolgend werden nun die Funktionen der Verarbeitungsfunktionsblöcke der Walzregelungsvorrichtung 100 im Einzelnen beschrieben.The following will now be the functions of the processing function blocks of the roll control device 100 described in detail.
< Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheiten 13 und 14> <Roll eccentricity calculation units 13 and 14 >
Die Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 13 berechnet eine Walzkraftschwankung ΔP auf der Grundlage einer von der Walzkrafterfassungseinheit 9 erfassten Walzkraft und berechnet dann auf der Grundlage der Walzkraftschwankung ΔP eine kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC(ΔP).The force mode roll eccentricity calculation unit 13 calculates a rolling force fluctuation ΔP on the basis of one of the rolling force detection unit 9 detected rolling force and then calculated on the basis of the rolling force fluctuation .DELTA.P a force-related rolling eccentricity .DELTA.S REC (.DELTA.P).
Die Walzkraftschwankung ΔP wird berechnet, indem von der durch die Walzkrafterfassungseinheit 9 erfassten Walzkraft ein vorbestimmter Referenzwert subtrahiert wird. Bei dem vorbestimmten Referenzwert handelt es sich zum Beispiel um den Mittelwert der Walzkräfte, die von der Walzkrafterfassungseinheit 9 während einer Umdrehung der Stützwalze 2 oder Stützwalze 3 erfasst werden. Alternativ kann der vorbestimmte Referenzwert eine Walzkraft darstellen, die bei einem ganz bestimmten Drehwinkel erfasst wird, oder kann ein Walzkraftwert sein, der vorab als Referenzwert zweckentsprechend eingestellt wird.The rolling force fluctuation .DELTA.P is calculated by the one obtained by the rolling force detecting unit 9 detected rolling force a predetermined reference value is subtracted. The predetermined reference value is, for example, the mean value of the rolling forces generated by the rolling force detection unit 9 during one revolution of the back-up roll 2 or back-up roll 3 be recorded. Alternatively, the predetermined reference value may represent a rolling force detected at a specific rotation angle, or may be a rolling force value set appropriately in advance as a reference value.
Die Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 13 berechnet die kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC(ΔP) gemäß der folgenden Formel (1). In diesem Fall findet jedoch im Walzgerüst 150 kein Walzvorgang des zu walzenden Materials 1 statt, und die Arbeitswalzen 6 und 7 sind lediglich in Kontakt mit dem zu walzenden Material 1.
[Formel 1]
wobei M eine Federkonstante des Walzgerüsts (bzw. den Modul des Walzgerüsts) darstellt (N/m).The force mode roll eccentricity calculation unit 13 calculates the force roll eccentricity ΔS REC (ΔP) according to the following formula (1). In this case, however, takes place in the mill stand 150 no rolling of the material to be rolled 1 instead, and the work rolls 6 and 7 are only in contact with the material to be rolled 1 ,
[Formula 1] where M represents a spring constant of the rolling stand (or the module of the roll stand) (N / m).
Die Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 14 berechnet eine dickenbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) auf der Grundlage einer Dickenabweichung Δh des zu walzenden Materials 1, die von der Dickenerfassungseinrichtung 10 am Walzgerüstausgang erfasst wird, gemäß der folgenden Formel (2).
[Formel 2]
worin M eine Federkonstante des Walzgerüsts (d.h. den Modul des Walzgerüsts) darstellt (N/m), und Q einen plastischen Koeffizienten eines zu walzenden Materials darstellt (N/m).The thickness mode roller eccentricity calculation unit 14 calculates a thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) on the basis of a thickness deviation Δh of the material to be rolled 1 that of the thickness detection device 10 is detected at the rolling stand exit, according to the following formula (2).
[Formula 2] where M represents a spring constant of the rolling stand (ie, the modulus of the rolling stand) (N / m), and Q represents a plastic coefficient of a material to be rolled (N / m).
Wenn die Dickenabweichung Δh am Walzgerüstausgang nicht durch Walzenexzentrizitäten sondern durch Unregelmäßigkeiten der Härte des zu walzenden Materials 1 oder durch andere äußere Störfaktoren verursacht wird, tritt die Walzkraftschwankung ΔP in Relation zur Dickenabweichung Δh am Walzgerüstausgang auf. In diesem Fall wird die Beziehung zwischen der Dickenabweichung Δh am Walzgerüstausgang und der Walzkraftschwankung ΔP durch die folgende Formel (3) ausgedrückt.
[Formel 3]
When the thickness deviation Δh at the mill stand exit is not due to roll eccentricities but by irregularities in the hardness of the material to be rolled 1 or caused by other external disturbing factors, the rolling force fluctuation ΔP occurs in relation to the thickness deviation Δh at the rolling stand exit. In this case, the relationship between the thickness deviation Δh at the mill stand output and the rolling force fluctuation ΔP is expressed by the following formula (3).
[Formula 3]
Wenn in einem Walzvorgang die Walzkraftschwankung ΔP am zu walzenden Material 1 zutage tritt, berechnet die Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 13 eine kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) gemäß der folgenden Formel (4).
[Formel 4]
When in a rolling process, the rolling force fluctuation ΔP on the material to be rolled 1 occurs, calculates the force mode roller eccentricity calculation unit 13 a force-related roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) according to the following formula (4).
[Formula 4]
Die Summe ΔSREC(Δh, ΔP) der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) und dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) kann gemäß folgender Formel (5) berechnet werden.
[Formel 5]
The sum ΔS REC (Δh, ΔP) of the power rolling eccentricity ΔS REC2 (ΔP) and thickness roll eccentricity ΔS REC (Δh) can be calculated in accordance with the following formula (5).
[Formula 5]
Formel (5) bedeutet, dass die auf der Walzkraftschwankung ΔP beruhende, kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) die auf der Dickenabweichung Δh beruhende, dickenbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) ausgleicht, wobei ein Wert von Null übrigbleibt. Mit anderen Worten, Formel (5) bedeutet, dass ausschließlich eine Walzenexzentrizität extrahiert werden kann, bei der die Wirkungen äußerer Störfaktoren mit Ausnahme der Walzenexzentrizitäten ausgeschlossen ist. Dies wird mit Bezugnahme auf Figur 2A bis 2C und 3A bis 3C eingehender beschrieben.Formula (5) means that the roll force fluctuation ΔP-based roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) compensates for the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) based on the thickness deviation Δh, leaving a value of zero. In other words, formula (5) means that only a roller eccentricity can be extracted excluding the effects of extraneous confounding factors other than roller eccentricities. This will be with reference to FIG 2A to 2C and 3A to 3C described in more detail.
2A zeigt eine beispielhafte Walzkraftschwankung ΔP und eine beispielhafte Dickenabweichung Δh, die auf Walzenexzentrizitäten zurückzuführen sind. 2B zeigt beispielhafte berechnete Walzenexzentrizitäten. 2C zeigt eine beispielhafte erfasste Walzenexzentrizität. Wie in 2A gezeigt ist, ist die Dickenschwankung Δh negativ, wenn die aufgrund von Walzenexzentrizitäten herrührende Walzkraftschwankung ΔP positiv ist. Wenn die Walzkraftschwankung ΔP negativ ist, ist die Dickenschwankung Δh positiv. Die Phase der Walzkraftschwankung ΔP ist entgegengesetzt zur Phase der Dickenabweichung Δh. 2A shows an exemplary rolling force fluctuation .DELTA.P and an exemplary thickness deviation .DELTA.h, which are due to Walzenexzentrizitäten. 2 B shows exemplary calculated roll eccentricities. 2C shows an exemplary detected roll eccentricity. As in 2A is shown, the thickness fluctuation Δh is negative when the rolling force fluctuation ΔP due to rolling eccentricities is positive. When the rolling force fluctuation ΔP is negative, the thickness fluctuation Δh is positive. The phase of the rolling force fluctuation ΔP is opposite to the phase of the thickness deviation Δh.
Demgemäß entspricht, wie in 2B gezeigt ist, die Phase der gemäß Formel (4) berechneten, kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSRE6C2(ΔP) der Phase der gemäß Formel (2) berechneten, dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh). Wie in 2C gezeigt ist, entspricht die erfasste Walzenexzentrizität der Summe aus der Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) und Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh).Accordingly, as in 2 B 1, the phase of the force-induced roll eccentricity ΔS RE6C2 (ΔP) of the phase of the roll-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) calculated according to formula (2) is shown. As in 2C 1, the detected roll eccentricity corresponds to the sum of the roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) and roll eccentricity ΔS REC (Δh).
3A zeigt eine beispielhafte Walzkraftschwankung ΔP und eine beispielhafte Dickenabweichung Δh, die auf äußere Störfaktoren und nicht auf Walzenexzentrizitäten zurückzuführen sind. 3B zeigt beispielhafte berechnete Walzenexzentrizitäten. 3C zeigt beispielhafte erfasste Walzenexzentrizitäten. Im Falle von neben Walzenexzentrizitäten vorhandenen äußeren Störfaktoren wird die Walzkraftschwankung ΔP in erster Linie durch die Dickenabweichung Δh verursacht. Wie in 3A gezeigt ist, entspricht die Phase der Walzkraftschwankung ΔP der Phase der Dickenabweichung Δh. 3A FIG. 12 shows an exemplary rolling force fluctuation .DELTA.P and an exemplary thickness deviation .DELTA.h, which are due to external disturbance factors and not to roll eccentricities. 3B shows exemplary calculated roll eccentricities. 3C shows exemplary detected roller eccentricities. In the case of external disturbing factors other than rolling eccentricities, the rolling force fluctuation ΔP is caused primarily by the thickness deviation Δh. As in 3A is shown, the phase of the rolling force fluctuation .DELTA.P corresponds to the phase of the thickness deviation .DELTA.h.
Dementsprechend ist, wie in 3B gezeigt, die Phase der gemäß Formel (4) berechneten, kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) entgegengesetzt zur Phase der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh). Wie in 3C gezeigt ist, liegt die erfasste Walzenexzentrizität, welche die Summe der Walzenexzentrizitäten ΔSREC2(ΔP) und ΔSREC(Δh) darstellt, bei Null.Accordingly, as in 3B 4, the phase of the force-related roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) calculated according to formula (4) is opposite to the phase of the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh). As in 3C is shown, the detected roll eccentricity, which is the sum of the roll eccentricities ΔS REC2 (ΔP) and ΔS REC (Δh), is zero.
<Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheiten 20, 21, 30 und 31 ><Roll eccentricity transmission units 20, 21, 30 and 31>
Die Walzkraftschwankung ΔP kann von der Walzkrafterfassungseinheit 9 am Walzort des Walzgerüsts 150 ohne Zeitverzögerung erfasst werden. Dagegen wird die Dickenabweichung Δh von der am Walzwerkausgang befindlichen Dickenerfassungseinrichtung 10, die von dem am Walzgerüst 150 befindlichen Walzort entfernt angeordnet ist, mit einer Zeitverzögerung erfasst. Vor Anwenden der obigen Formeln (2) und (4) sollte die Phasendifferenz zwischen der Phase der Walzkraftschwankung ΔP und der Phase der Dickenabweichung Δh auf der Grundlage der jeweiligen Drehwinkel der Stützwalzen 2 und 3 korrigiert werden.The rolling force fluctuation ΔP can be determined by the rolling force detecting unit 9 at the rolling site of the rolling stand 150 be detected without time delay. On the other hand, the thickness deviation .DELTA.h from the rolling mill output thickness detection device 10 , which is located away from the rolling stand located at the rolling mill 150, detected with a time delay. Before applying the above formulas ( 2 ) and ( 4 ), the phase difference between the phase of the rolling force fluctuation ΔP and the phase of the thickness deviation Δh should be based on the respective rotation angles of the back-up rolls 2 and 3 Getting corrected.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 20 eine erste Trackingdatentabelle (nicht gezeigt) zum Speichern der kraftbedingten Walzenexzentrizitäten ΔSREC2(ΔP) während einer Umdrehung der Stützwalze 2.In this embodiment, the power mode roller eccentricity transmission unit includes 20 a first tracking data table (not shown) for storing the power roller eccentricities ΔS REC2 (ΔP) during one revolution of the back-up roller 2 ,
Die Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 20 empfängt die Daten über einen Drehwinkel der Stützwalze 2 von der Stützwalzen-Rotationserfassungseinrichtung 11 und die Daten bezüglich der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) von der Walzenexzentrizitäts-Berechnungseinheit 13. Die Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 20 ordnet die berechnete kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) dann dem erfassten Drehwinkel zu und speichert die Daten in der ersten Trackingdatentabelle ab. Auf diese Weise speichert die erste Trackingdatentabelle zum Beispiel 360 Werte der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP), pro Grad des Drehwinkels der Stützwalze 2 während einer (über 360 Grad laufenden) Umdrehung der Stützwalze 2.The force mode roll eccentricity transmission unit 20 receives the data via a rotation angle of the support roller 2 from the back-up rotation detecting means 11 and the force-related roll eccentricity data ΔS REC2 (ΔP) from the roll eccentricity calculation unit 13 , The roll eccentricity transmission unit 20 then assigns the calculated force-related roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) to the detected rotation angle and stores the data in the first tracking data table . In this way, for example, the first tracking data table stores 360 values of the force-related roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP), per degree of rotation angle of the back-up roll 2 during a (over 360 degrees) rotation of the support roller 2 ,
Die Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 21 enthält eine zweite Trackingdatentabelle (nicht gezeigt) mit einem Aufbau, der dem Aufbau der ersten Trackingdatentabelle ähnlich ist. Die zweite Trackingdatentabelle speichert zum Beispiel 360 Werte der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh), pro Grad des Drehwinkels der Stützwalze 2 während einer (über 360 Grad laufenden) Umdrehung der Stützwalze 2.The thickness mode roller eccentricity transmission unit 21 includes a second tracking data table (not shown) having a structure similar to the structure of the first tracking data table. The second tracking data table stores, for example, 360 values of the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) per degree of the rotation angle of the back-up roll 2 during a (over 360 degrees) rotation of the support roller 2 ,
Die Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 21 berechnet einen Drehwinkel der Stützwalze 2 während der Zeit, in der sich das zu walzende Material 1 vom Walzort des Walzgerüsts 150 bis zur Dickenerfassungseinrichtung 10 am Walzgerüstausgang bewegt. Der berechnete Drehwinkel wird als Phasendifferenz zwischen der Phase der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) und der Phase der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) betrachtet. Hinsichtlich der Daten während einer Umdrehung der Stützwalze 2 wird der berechnete Drehwinkel dazu verwendet, die Phase der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) an die Phase der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) anzugleichen, die am Walzort des Walzgerüsts 150 berechnet wird.The thickness mode roller eccentricity transmission unit 21 calculates a rotation angle of the back-up roll 2 during the time in which the material to be rolled 1 from the rolling site of the rolling stand 150 to the thickness detection device 10 moved at the mill stand exit. The calculated rotation angle is regarded as a phase difference between the phase of the force-related roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) and the thickness-related roll eccentricity phase ΔS REC (Δh). Regarding the data during one revolution of the back-up roll 2 the calculated rotation angle is used to equalize the phase of thickness roll eccentricity ΔS REC (Δh) with the phase of force roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) at the rolling mill rolling site 150 is calculated.
Die Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 30 umfasst eine dritte Trackingdatentabelle (nicht gezeigt) zum Speichern der kraftbedingten Walzenexzentrizitäten ΔSREC2(ΔP) während einer Umdrehung der Stützwalze 3. Die Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 31 enthält eine vierte Trackingdatentabelle (nicht gezeigt) zum Speichern der dickenbedingten Walzenexzentrizitäten ΔSREC(Δh) während einer Umdrehung der Stützwalze 3.The force mode roll eccentricity transmission unit 30 comprises a third tracking data table (not shown) for storing the power rolling eccentricities ΔS REC2 (ΔP) during one rotation of the back-up roll 3 , The thickness mode roller eccentricity transmission unit 31 includes a fourth tracking data table (not shown) for storing the thickness-related roll eccentricities ΔS REC (Δh) during one revolution of the back-up roll 3 ,
Was die Daten während einer Umdrehung der Stützwalze 3 anbelangt, wird die Phasendifferenz zwischen der Phase der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) in der dritten Trackingdatentabelle und der Phase der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) in der vierten Trackingdatentabelle auf dieselbe Weise wie vorstehend angegeben korrigiert.What the data during one revolution of the backup roller 3 As a result, the phase difference between the power roll eccentricity phase ΔS REC2 (ΔP) in the third tracking data table and the thickness roll thickness eccentricity ΔS REC (Δh) in the fourth tracking data table is corrected in the same manner as mentioned above.
Dann werden die dickenbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) und die kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) der Stützwalze 2 an die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 übermittelt, und die dickenbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) und die kraftbedingte Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) der Stützwalze 3 werden an die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 32 übermittelt.Then, the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) and the roll force eccentricity ΔS REC2 (ΔP) of the back-up roll become 2 to the roller eccentricity learning unit 22 and the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) and the roller force eccentricity ΔS REC2 (ΔP) of the back-up roll 3 are transmitted to the roller eccentricity learning unit 32.
<Walzenexzentrizitäts-Lerneinheiten 22 und 32><Roll eccentricity learning units 22 and 32>
4 zeigt im Einzelnen einen beispielhaften Aufbau der Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 zum Übernehmen einer Walzenexzentrizität der Stützwalze 2. Da die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 32 für eine Walzenexzentrizität der Stützwalze 3 einen ähnlichen Aufbau hat, wird im Folgenden nur die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 für eine Walzenexzentrizität der Stützwalze 2 beschrieben. 4 shows in detail an exemplary construction of the roller eccentricity learning unit 22 for adopting a roll eccentricity of the back-up roll 2 , Since the roller eccentricity learning unit 32 for a roll eccentricity of the back-up roll 3 has a similar structure, hereinafter only the roller eccentricity learning unit 22 for a roll eccentricity of the back-up roll 2 described.
Die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 ist mit der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23 verbunden, die der Speicherung eines Walzenexzentrizitäts-Lernwerts dient, der von der Walzenexzentrizifäts-Lerneinheit 22 übernommen wurde. Die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 berechnet einen aktuellen Walzenexzentrizitäts-Lernwert auf der Grundlage der Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) von der Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 20, der Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) von der Walzenexzentrizitäts-Übertragungseinheit 21 und dem vorherigen Walzenexzentrizitäts-Lernwert aus der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23.The roller eccentricity learning unit 22 is connected to the whale eccentricity learning table 23, which is for storing a whale eccentricity learning value received from the whale eccentric learning unit 22 was acquired. The roller eccentricity learning unit 22 calculates a current roll eccentricity learning value based on the roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) from the roll eccentricity transmission unit 20 , the roll eccentricity ΔS REC (Δh) from the roll eccentricity transfer unit 21 and the previous roll eccentricity learning value from the roll eccentricity learning table 23.
Wie in 4 gezeigt ist, berechnet eine Kraftmodus-Walzenexzentrizitäts-Lernwert-Berechnungseinheit 222 einen kraftbedingten Walzenexzentrizitäts-Lernwert durch Multiplizieren der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) mit einer Lernverstärkung G1P. Eine Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Lernwert-Berechnungseinheit 223 berechnet einen Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Lernwert durch Multiplizieren der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) mit einer Lernverstärkung G1h.As in 4 is shown, calculates a force-mode roll eccentricity learning value calculation unit 222 a force-related roll eccentricity learning value by multiplying the force-related roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) by a learning gain G 1P . A thickness mode rolling eccentricity learning value calculating unit 223 calculates a thickness mode roll eccentricity learning value by multiplying the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) by a learning gain G 1h .
Eine Walzenexzentrizitäts-Filtereinheit 221 berechnet den auf vorbestimmte Weise gewichteten, mittleren Verschiebungswert eines Walzenexzentrizitäts-Lernwerts, der in der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23 abgespeichert ist, sowie dessen vorherigen und nachfolgenden Walzenexzentrizitäts-Lernwert, die dem vorherigen bzw. nachfolgenden Drehwinkel zugeordnet sind. Eine Walzenexzentrizitäts-Lernwert-Berechnungseinheit 224 berechnet den letzten Walzenexzentrizitäts-Lernwert, indem der gewichtete mittlere Verschiebungswert, der von der Walzenexzentrizitäts-Filtereinheit 221 berechnet wird, mit einem vorbestimmten Lernkoeffizienten G2 multipliziert wird.A roller eccentricity filter unit 221 calculates the predetermined weighted mean displacement value of a roll eccentricity learning value stored in the roll eccentricity learning table 23 and its previous and subsequent roll eccentricity learning values associated with the previous and subsequent rotation angles, respectively. A roller eccentricity learning value calculating unit 224 calculates the last roll eccentricity learning value by taking the weighted average displacement value obtained from the roll eccentricity filter unit 221 is multiplied by a predetermined learning coefficient G 2 is multiplied.
Eine Walzenexzentrizitäts-Lerntabellenwert-Berechnungseinheit 225 berechnet den aktuellen Walzenexzentrizitäts-Lernwert, indem der durch die Walzenexzentrizitäts-Lernwert-Berechnungseinheit 222 berechnete kraftbedingte Walzenexzentrizitäts-Lernwert, der durch die Walzenexzentrizitäts-Lernwert-Berechnungseinheit 223 berechnete Dickenmodus-Walzenexzentrizitäts-Lernwert und der durch die Walzenexzentrizitäts-Lernwert-Berechnungseinheit 224 berechnete letzte Walzenexzentrizitäts-Lernwert aufaddiert werden. Die Walzenexzentrizitäts-Lerntabellenwert-Berechnungseinheit 225 aktualisiert dann die Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23 mit dem aktuellen Walzenexzentrizitäts-Lernwert.A roll eccentricity learning table value calculation unit 225 calculates the current roll eccentricity learning value by using the roll eccentricity learning value calculation unit 222 calculated force-related roll eccentricity learning value obtained by the roll eccentricity learning value calculation unit 223 calculated thickness mode roller eccentricity learning value and by the Walzenexzentrizitäts learning value calculation unit 224 calculated last roll eccentricity learning value. The roll eccentricity learning table value calculating unit 225 then updates the roll eccentricity learning table 23 with the current roll eccentricity learning value.
Der Inhalt der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23 wird somit während einer Umdrehung der Stützwalze 2 bei jedem Drehwinkel mit einem aktuellen Walzenexzentrizitäts-Lernwert aktualisiert.The content of the roll eccentricity learning table 23 thus becomes one revolution of the back-up roll 2 updated at each rotation angle with a current roll eccentricity learning value.
Die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheit 22 in 4 fungiert als digitaler Filter zum Extrahieren der Signale bei einer Frequenz, die dem 1- bis N-fachen der Drehfrequenz der Stützwalze 2 entspricht. In diesem Fall fungieren die Lernverstärkungen G1P, G1h und G2 als die Parameter für den digitalen Filter zum Übernehmen der Walzenexzentrizitäten. Eine Regelverstärkung Kp für das Walzenexzentrizitäts-Regelungssystem mit diesem digitalen Filter wird durch folgende Formel (6) ausgedrückt.
[Formel 6]
The roller eccentricity learning unit 22 in 4 acts as a digital filter for extracting the signals at a frequency 1 to N times the rotational frequency of the back-up roll 2 equivalent. In this case, the learning gains G 1P , G 1h and G 2 function as the parameters for the digital filter for adopting the roll eccentricities. A control gain K p for the roll eccentricity control system with this digital filter is expressed by the following formula (6).
[Formula 6]
Wenn die Werte der Lernverstärkungen G1P, G1h und G2 geändert werden, ändern sich die Eigenschaften dieses digitalen Filters. Wenn zum Beispiel G1P = 0,1, G1h = 0,1 und G2= 0,9 ist, dann gilt Kp = 2, und der digitale Filter führt eine Proportionalregelung mit doppelter Verstärkung aus. Wenn G1P = 0,1, G1h = 0,1 und G2 = 0,99, dann gilt Kp = 20, und der digitale Filter führt eine Proportionalregelung mit einer zwanzigfachen Verstärkung aus. In diesem Fall belaufen sich die aufgrund von Walzenexzentrizitäten noch verbleibenden Dickenabweichungen auf 1/(Kp + 1) = 1/21, was in der Theorie bedeutet, dass die verbleibenden Dickenabweichungen kleiner als 5 % sind. Wenn G2 = 1,0 ist, führt der digitale Filter eine Integralregelung aus, und die auf Walzenexzentrizitäten zurückzuführenden Dickenabweichungen liegen theoretisch bei Null. Wenn G2 größer als 1,0 ist, tritt eine Divergenz auf.When the values of the learning gains G 1P , G 1h and G 2 are changed, the characteristics of this digital filter change. For example, if G 1P = 0.1, G 1h = 0.1 and G 2 = 0.9, then K p = 2, and the digital filter performs proportional double-gain control. If G 1P = 0.1, G 1h = 0.1 and G 2 = 0.99, then K p = 20, and the digital filter performs a proportional control with a twenty-fold gain. In this case, the thickness deviations remaining due to roll eccentricities amount to 1 / (K p + 1) = 1/21, which in theory means that the remaining thickness deviations are less than 5%. If G 2 = 1.0, the digital filter performs integral control, and the thickness variations due to roll eccentricities are theoretically zero. If G 2 is greater than 1.0, divergence occurs.
Da sich die Exzentrizitäten der Stützwalze 2 während eines Walzvorgangs verändern, sollte die Lernverstärkung G2 unter Anbetracht eines Vergessenskoeffizienten der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23 vorzugsweise in den Bereich von 0,9 bis 1,0 gesetzt werden.As the eccentricities of the back-up roll 2 during a rolling operation, the learning gain G 2 should preferably be set in the range of 0.9 to 1.0 in consideration of a forgetting coefficient of the roll eccentricity learning table 23.
<Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Berechnungseinheiten 24 und 34 und Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Ausgabeeinheit 40><Roll eccentricity control data calculation units 24 and 34 and roll eccentricity control data output unit 40 >
Die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Berechnungseinheit 24 für die Stützwalze 2 liest den dem Drehwinkel zugeordneten Walzenexzentrizitäts-Lernwert kurz vor dem Walzort des Walzgerüsts 150 aus der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 23 für die Stützwalze 2 aus, wobei eine Datenübertragungsverzögerung berücksichtigt wird. Die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Berechnungseinheit 24 gibt dann den ausgelesenen Walzenexzentrizitäts-Lernwert als Walzenexzentrizität SRECTOP der Stützwalze 2 an die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Ausgabeeinheit 40 aus.The roll eccentricity control data calculation unit 24 for the back-up roll 2 reads the roll eccentricity learning value associated with the rotation angle just before the rolling mill rolling mill 150 from the roll eccentricity learning table 23 for the back-up roll 2 taking into account a data transmission delay. The roll eccentricity control data calculation unit 24 then outputs the read-out roll eccentricity learning value as roll eccentricity S RECTOP of the back-up roll 2 to the roller eccentricity control data output unit 40 out.
Auf dieselbe Weise liest die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Berechnungseinheit 34 für die Stützwalze 3 den dem Drehwinkel zugeordneten Walzenexzentrizitäts-Lernwert kurz vor dem Walzort des Walzgerüsts 150 aus der Walzenexzentrizitäts-Lerntabelle 33 für die Stützwalze 3 aus, wobei eine Datenübertragungsverzögerung berücksichtigt wird. Die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Berechnungseinheit 34 gibt dann den ausgelesenen Walzenexzentrizitäts-Lernwert als Walzenexzentrizität SRECBOT der Stützwalze 3 an die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Ausgabeeinheit 40 aus.In the same way, the roller eccentricity control data calculation unit reads 34 for the back-up roll 3 the roll eccentricity learning value associated with the rotation angle just before the rolling stand of the rolling stand 150 from the roll eccentricity learning table 33 for the back-up roll 3 taking into account a data transmission delay. The roll eccentricity control data calculation unit 34 then outputs the read roll eccentricity learning value as roll eccentricity S RECBOT of the back-up roll 3 to the roller eccentricity control data output unit 40 out.
Die Walzenexzentrizitäts-Regelungsdaten-Ausgabeeinheit 40 addiert die Walzenexzentrizität SRECTOP der Stützwalze 2 und die Walzenexzentrizität SRECBOT der Stützwalze 3 und gibt den sich ergebenden Wert als Walzenexzentrizitäts-Regelungsreferenz SREC an die Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung 8 aus. Auf der Grundlage der Walzenexzentrizitäts-Regelungsreferenz SREC verändert die Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung 8 die Walzspaltposition, um die Auswirkungen der Walzenexzentrizitäten der Stützwalzen 2 und 3 zu beseitigen.The roll eccentricity control data output unit 40 adds the roll eccentricity S RECTOP of the back-up roll 2 and the roll eccentricity S RECBOT of the back-up roll 3 and outputs the resultant value as roll eccentricity control reference S REC to the roll gap position control device 8th out. Based on the roll eccentricity control reference S REC , the roll gap position control apparatus changes 8th the nip position, the effects of roll eccentricities of the backing rolls 2 and 3 to eliminate.
Vorteilhafte Wirkungen dieser Ausführungsform>Advantageous Effects of This Embodiment>
Wie vorstehend beschrieben ist, führen die Walzenexzentrizitäts-Lerneinheiten 22 und 32 gemäß dieser Ausführungsform nach dem Addieren der kraftbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC2(ΔP) und der dickenbedingten Walzenexzentrizität ΔSREC(Δh) Lernprozesse pro Umdrehung der Stützwalzen 2 und 3 durch. Die Lernprozesse enthalten einen Filterungsprozess, und die Prozessergebnisse werden bei jeweiligen vorbestimmten Drehwinkeln (zum Beispiel ein Grad) der Stützwalzen 2 und 3 erhalten. Die Walzregelungsvorrichtung 100 dieser Ausführungsform kann Walzenexzentrizitäten extrahieren, die dem Mehrfachen (dem N-fachen) der Drehfrequenzen der Stützwalzen 2 und 3 entsprechen.As described above, the roller eccentricity learning units guide 22 and 32 according to this embodiment, after adding the power rolling eccentricity .DELTA.S REC2 ( .DELTA.P ) and the thickness-related roll eccentricity ΔS REC (Δh) learning processes per revolution of the back-up rolls 2 and 3 by. The learning processes include a filtering process, and the process results become at respective predetermined rotation angles (for example, one degree) of the back-up rolls 2 and 3 received. The roll control device 100 This embodiment can extract roll eccentricities many times (N times) the rotation frequencies of the back-up rolls 2 and 3 correspond.
Darüber hinaus kann die Walzregelungsvorrichtung 100 dieser Ausführungsform die Walzenexzentrizitäten SRECTOP und SRECBOT der Stützwalzen 2 und 3 unter Ausschluss der Einwirkungen von verschiedenen äußeren Störfaktoren extrahieren. Die Walzregelungsvorrichtung 100 kann somit die Walzenexzentrizitäts-Regelungsreferenz SREC auf der Grundlage der Walzenexzentrizitäten SRECTOP und SRECBOT an die Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung 8 übermitteln, um die Auswirkungen der Walzenexzentrizitäten aufzuheben. Dementsprechend lassen sich mit der Walzregelungsvorrichtung 100 dieser Ausführungsform auf Walzenexzentrizitäten zurückzuführende Dickenabweichungen in präziser Weise reduzieren.In addition, the roll control device 100 In this embodiment, the roll eccentricities S RECTOP and S RECBOT of the back-up rolls 2 and 3 extracting the effects of various external interfering factors. The roll control device 100 Thus, the roll eccentricity control reference S REC may be sent to the roll gap position control device on the basis of the roll eccentricities S RECTOP and S RECBOT 8th transfer the effects of the roll eccentricities. Accordingly, can be with the roll control device 100 This embodiment can reduce thickness deviations due to roll eccentricities in a precise manner.
<Zweite Ausführungsform><Second Embodiment>
5 zeigt einen beispielhaften Walzenexzentrizitäts-Regelungsaufbau einer Walzregelungsvorrichtung 100a gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen beispielhaften Aufbau eines zu regelnden Walzgerüsts 150a. Im Gegensatz zur Walzregelungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform, bei der die Auswirkungen einer automatischen Kalibrierregelung auf die Walzenexzentrizitätsregelung nicht berücksichtigt werden (siehe 1), enthält die Walzregelungsvorrichtung 100a der zweiten Ausführungsform ein Walzenexzentrizifäts-Regelungssystem, welches die Auswirkungen einer automatischen Kalibrierregelung berücksichtigt. Unter einer automatischen Kalibrierregelung ist hier eine Regelung zur Beibehaltung einer konstanten Dicke zu verstehen, die neben Walzenexzentrizitäten ansonsten durch äußere Störfaktoren verändert wird. 5 shows an exemplary roller eccentricity control structure of a roll control device 100a According to a second embodiment of the present invention and an exemplary structure of a roll stand to be controlled 150a , In contrast to the rolling control device 100 the first embodiment, in which the effects of an automatic calibration on the roll eccentricity control are not taken into account (see 1 ), contains the roll control device 100a In the second embodiment, a roll eccentricity control system that takes into account the effects of automatic calibration control. Under an automatic calibration control is here to understand a scheme for maintaining a constant thickness, which is changed in addition to Walzenexzentrizitäten otherwise by external interference factors.
Wie in 5 gezeigt ist, enthält die Walzregelungsvorrichtung 100a der zweiten Ausführungsform zusätzlich zu den Bauelementen der Walzregelungsvorrichtung 100 in 1 eine Dickenerfassungseinrichtung 15 am Walzgerüsteingang und einen automatischen Kalibrierregler 16. Die Dickenerfassungseinrichtung 15 am Walzgerüsteingang kann jedoch auch weggelassen werden.As in 5 is shown, contains the roll control device 100a of the second embodiment in addition to the components of the roll control device 100 in 1 a thickness detector 15 on the mill stand entrance and an automatic calibration controller 16 , The thickness detection device 15 However, at the rolling mill entrance can also be omitted.
Der automatische Kalibrierregler 16 gibt eine Walzspaltpositionsreferenz ΔSAGC, die auf der Grundlage einer von der Dickenerfassungseinrichtung 15 am Walzgerüsteingang erfassten Walzgerüsteingang-Dickenabweichung ΔH und auf der Grundlage einer von der Dickenerfassungseinrichtung 10 am Walzgerüstausgang erfassten Walzgerüstausgang-Dickenabweichung Δh berechnet wird, an die Walzspaltpositions-Regelungsvorrichtung 8 aus, um die Dicke am Ausgang des Walzgerüsts 150a auf einen gewünschten Solldickenwert einzustellen. Die Walzspaltpositionsreferenz ΔSAGC, die nicht mit Walzenexzentrizitäten zusammenhängt, wirkt als äußerer Störfaktor für das Walzenexzentrizitäts-Regelungssystem der ersten Ausführungsform.The automatic calibration controller 16 is a roll gap position reference .DELTA.S AGC based on a stand input thickness deviation .DELTA.H detected by the thickness detector 15 at the rolling stand entrance, and on the basis of one of the thickness detecting means 10 at the mill stand exit detected rolling stand output thickness deviation Δh is calculated to the roll gap position control device 8th off to the thickness at the exit of the rolling stand 150a to set to a desired nominal thickness value. The nip position reference ΔS AGC , which is not related to roll eccentricities, acts as an external disturbance factor for the roll eccentricity control system of the first embodiment.
Wenn die Dicke am Ausgang des Walzgerüsts 150a konstant ist, wird eine Walzkraftschwankung ΔPAGC, die durch die Walzspaltpositionsreferenz ΔSAGC vom automatischen Kalibrierregler 16 verursacht wird, durch folgende Formel (7) ausgedrückt.
[Formel 7]
If the thickness at the exit of the rolling stand 150a is constant, a rolling force variation .DELTA.P AGC is determined by the roll gap position reference .DELTA.S AGC from the automatic calibration regulator 16 is expressed by the following formula (7).
[Formula 7]
Die Auswirkungen der automatischen Kalibrierregelung lassen sich beseitigen, indem eine Kraftschwankung ΔPREC, die für die Walzenexzentrizitätsregelung zu verwenden ist, mit der Walzkraftschwankung ΔPAGC aufgrund der Walzspaltpositionsreferenz ΔSAGC korrigiert wird. Die für die Walzenexzentrizitätsregelung zu verwendende Kraftschwankung ΔPREC kann gemäß folgender Formel (8) berechnet werden.
[Formel 8]
The effects of the automatic calibration control can be eliminated by correcting a force fluctuation ΔP REC to be used for the roll eccentricity control with the rolling force fluctuation ΔP AGC due to the roll gap position reference ΔS AGC . The force fluctuation ΔP REC to be used for the roller eccentricity control can be calculated according to the following formula (8).
[Formula 8]
Bei dieser Ausführungsform kann die Walzenexzentrizitätsregelung wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt werden, indem die Kraftschwankung ΔPREC für die Walzenexzentrizitätsregelung gemäß Formel (8) verwendet wird. Dementsprechend lassen sich mit dieser Ausführungsform vorteilhafte Wirkungen erzielen, die den vorteilhaften Wirkungen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.In this embodiment, the roll eccentricity control as in the first embodiment can be carried out by using the force fluctuation ΔP REC for the roll eccentricity control according to the formula (8). Accordingly, with this embodiment, advantageous effects similar to the advantageous effects of the first embodiment can be obtained.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform und die modifizierte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst verschiedene andere modifizierte Ausführungsformen. So sind zum Beispiel die obige Ausführungsform sowie die modifizierte Ausführungsform im Einzelnen beschrieben, um die vorliegende Erfindung klar darzustellen, wobei sie nicht notwendigerweise alle vorstehend beschriebenen Bauelemente enthalten müssen. Einige Bauelemente einer Ausführungsform oder modifizierten Ausführungsform können mit bestimmten anderen Bauelementen einer anderen Ausführungsform oder modifizierten Ausführungsform ersetzt werden, und einige Bauelemente einer Ausführungsform oder modifizierten Ausführungsform können zu einer anderen Ausführungsform oder modifizierten Ausführungsform hinzukommen. An allen Ausführungsformen und modifizierten Ausführungsformen können bestimmte Bauelemente hinzugefügt, weggenommen oder ersetzt werden. The present invention is not limited to the above embodiment and the modified embodiment but includes various other modified embodiments. For example, the above embodiment and the modified embodiment are described in detail to clearly illustrate the present invention, and need not necessarily include all of the above-described components. Some components of one embodiment or modified embodiment may be substituted with certain other components of another embodiment or modified embodiment, and some components of one embodiment or modified embodiment may be added to another embodiment or modified embodiment. In all embodiments and modified embodiments, certain components may be added, removed or replaced.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2006272446 A [0005, 0006]JP 2006272446 A [0005, 0006]
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WO 2009/136435 [0005, 0007]WO 2009/136435 [0005, 0007]