JP2001150013A - 連続圧延設備のインパクトドロップ補償方法 - Google Patents

連続圧延設備のインパクトドロップ補償方法

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JP2001150013A
JP2001150013A JP33511099A JP33511099A JP2001150013A JP 2001150013 A JP2001150013 A JP 2001150013A JP 33511099 A JP33511099 A JP 33511099A JP 33511099 A JP33511099 A JP 33511099A JP 2001150013 A JP2001150013 A JP 2001150013A
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speed
impact drop
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rolling
impact
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Akio Suzuki
章夫 鈴木
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延機に材料の先端が噛み込んだ際に変動す
る速度を、短時間で目標速度に安定させる。 【解決手段】 第2圧延機18に材料10の先端が噛み
込まれた時点からインパクトドロップ量が最大値に達す
るまでの間は、予め設定された一定の第1速度基準に基
づいて第2電動機22の速度制御を行なう。そして、イ
ンパクトドロップ量が最大値に達した以降は、第2電動
機22に対するトルク指令を一定に保つよう変動する第
2速度基準に基づいて、該電動機22の速度制御を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は連続圧延設備のイ
ンパクトドロップ補償方法に関し、更に詳細には、圧延
機に材料の先端が噛み込まれるときに発生するインパク
トドロップ(速度降下)を補償するインパクトドロップ補
償方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一対の圧延ロールからなる複数の圧延機
に材料を連続して通過させることで、該材料を所要の厚
みや線径まで圧延する連続圧延設備では、隣り合う圧延
機の間に臨む材料に張力や圧縮力が発生しないように、
各圧延機の圧延ロールを駆動する電動機の速度を、予め
設定された最適な目標速度となるよう制御装置によりフ
ィードバック制御するよう構成される。すなわち、一対
の圧延ロール間を材料が通過している状態では、前記電
動機に加わる負荷トルクと該電動機で発生される電動機
トルクとが同一となっている。しかるに、圧延機の両圧
延ロール間に材料の先端が噛み込まれるときには、図5
に示す如く、電動機に加わる負荷トルクが瞬時に増加
する。前記制御装置はこれに応答して電動機の速度を自
動制御するが、該電動機が負荷トルクと同等の電動機
トクルを発生するまでには有限の時間が必要であり、
この間に電動機の速度(速度フィードバック値−目標速
度)が目標速度より低下してしまうインパクトドロッ
プを生ずる。
【0003】このようなインパクトドロップは、圧延機
間に臨む材料に圧縮力等を発生させて悪影響を及ぼすの
で、これを補償するためにインパクトドロップ補償が行
なわれている。従来のインパクトドロップ補償方法は、
図6に示すように、材料の先端が噛み込まれる圧延機の
電動機に対する速度基準を、材料先端が噛み込まれる前
に、インパクトドロップにより予想される速度降下分だ
け目標速度よりも高めに設定しておき(インパクトドロ
ップ補償分)、材料先端の噛み込みに合わせて本来の
目標速度に戻すものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のインパクトドロ
ップ補償方法では、前記電動機に対する速度基準を、材
料先端が噛み込まれる前に設定した高めの値から目標速
度に向けて一定の傾きで下げる方法が採られている。し
かるに、電動機に対する速度制御は、比例・積分演算に
よっているため、図6に示す如く、制御される速度が一
旦目標速度に達してから再度上昇したり、目標速度を越
えて下降したりすることを繰返すため、目標速度に安定
するまでに長い時間が掛かっていた。また、高めの速度
基準から目標速度に下げる傾きの最適値は、前回値の学
習や複雑な計算式等により求めているため、その設定に
多くの時間と費用が掛かる難点も指摘される。
【0005】
【発明の目的】この発明は、前述した従来の技術に内在
している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提
案されたものであって、圧延機に材料の先端が噛み込ん
だ際に変動する速度を、短時間で目標速度に安定させ得
る連続圧延設備のインパクトドロップ補償方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決し、
所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る連続圧
延設備のインパクトドロップ補償方法は、電動機により
駆動される圧延機に材料の先端が噛み込まれた際に生ず
るインパクトドロップを補償する連続圧延設備のインパ
クトドロップ補償方法であって、前記圧延機に材料の先
端が噛み込まれた時点からインパクトドロップ量が最大
値に達するまでの間は、予め設定された一定の第1速度
基準に基づいて電動機の速度制御を行ない、それ以降
は、電動機に対するトルク指令を一定に保つよう変動す
る第2速度基準に基づいて電動機の速度制御を行なうこ
とを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る連続圧延設備
のインパクトドロップ補償方法につき、好適な実施例を
挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【0008】図1は、実施例に係るインパクトドロップ
補償方法が採用される連続圧延設備および補償装置の概
略構成を示すものであって、線材や板材等の材料10の
給送方向上流側に位置する第1圧延機12は、該材料1
0を挟持する一対の圧延ロール14,14を備え、両ロ
ール14,14は第1電動機(図示せず)により回転駆動
される。また材料10の給送方向下流側に位置する第2
圧延機18は、該材料10を挟持する一対の圧延ロール
20,20を備え、両ロール20,20は第2電動機22
により回転駆動される。なお、インパクトドロップ補償
方法は、第1圧延機12および第2圧延機18の何れに
も採用されるものであるが、実施例では第2圧延機18
の場合で説明することとする。
【0009】前記第2電動機22には電源装置24が接
続され、該電動機22は、電動機22を圧延に最適な目
標速度ωoで運転させるための速度フィードバック方式
の速度制御器26、後述する第1速度基準ω*1または第
2速度基準ω*2を与える目標速度設定器28を備えた補
償装置30により速度制御されるよう構成される。また
第2電動機22には速度検出器32が接続され、該検出
器32で検出された速度フィードバック値ωが速度制御
器26に入力される。そして速度制御器26は、前記目
標速度設定器28で与えられる第1速度基準ω*1または
第2速度基準ω*2と速度フィードバック値ωとの差であ
る速度偏差Δωを比例・積分演算することで、第2電動
機22に対するトルク指令(または電流指令)T*を生成
するよう設定される(図2参照)。
【0010】前記補償装置30は、インパクトドロップ
補償器34を備える。このインパクトドロップ補償器3
4は、インパクトドロップ補償を行なわない状態で、第
2圧延機18に材料10の先端が噛み込まれたときに生
ずるインパクトドロップ量の最大値ωd、および材料先
端の噛み込み時点Aからインパクトドロップ量が最大値
ωdに達するまでの到達時間tdに基づいて(図5参照)、
インパクトドロップを見込んで目標速度ωoより高めの
第1速度基準ω*1を予め設定するべく機能する。すなわ
ち第1速度基準ω*1は、下記の式1で表わされる如く、
目標速度ωoよりインパクトドロップ量の最大値ωdだけ
高い一定の値に設定される。
【数1】
【0011】次に、前記補償装置30により実施される
インパクトドロップ補償方法につき説明する。
【0012】前述した如く、インパクトドロップ補償を
行なわない状態で、前記第2圧延機18に材料10の先
端が噛み込まれたときに生ずるインパクトドロップ量の
最大値はωd、材料先端の噛み込み時点Aからインパク
トドロップ量が最大値ωdになるまでの到達時間はtdで
ある。ここで、前記第2電動機22に対する第1速度基
準ω*1を一定に保った場合、図3に示す如く、材料先端
の噛み込み時点Aから到達時間td後に、第2電動機2
2(圧延ロール20,20の周速)の速度は最低点(インパ
クトドロップ量の最大値ωd)に達し、その時点での速度
変化率dω/dtは零になる。この瞬間には負荷トルク
と第2電動機22が発生する電動機トルクとが等し
くなるので、以降第2電動機22がこの時点Bでの電動
機トルクを発生し続ければ、第2電動機22の速度は
変動しないことになる。
【0013】すなわち、実施例のインパクトドロップ補
償方法は、第2圧延機18に材料10の先端が噛み込ま
れた時点Aからインパクトドロップ量が最大値ωdに達
するまでの間は、前述した一定の第1速度基準ω*1に基
づいて第2電動機22の速度制御を行ない、それ以降に
ついては、第2電動機22が前記時点Bでの電動機トル
クを発生させるトルク指令T*を一定に保つよう変動
する第2速度基準ω*2に基づいて該電動機22の速度制
御を行なうようにしたものである。これにより、材料1
0の先端が噛み込まれたときにおける第2電動機22の
速度を短時間で目標速度ωoに安定させることができ、
インパクトドロップによる材料10への悪影響を最小限
に抑えることができる。
【0014】前記到達時間td以降に第2電動機22に
対して与えられる第2速度基準ω*2を求める式2は、ト
ルク指令T*、速度フィードバック値ω、速度偏差Δ
ω、到達時間td以降の経過時間t、比例定数Kp、比例
成分cp、積分時定数τ、積分成分ciを用いて、以下の
ようにして得られる。なお、eは、自然対数の底数であ
る。
【0015】
【数2】 (4)に(2)、(3)を代入して、
【0016】
【数3】 (5)に初期条件としてt=0の時、Δω=ωd、t=∞の
時、Δω=0を入れて、Δωについて解くと、
【0017】
【数4】 (1)に、ω=ωo(速度フィードバック値ωが、目標速度
ωoに一致するという条件)と(6)を代入して、
【0018】
【数5】 が求まる。
【0019】なお、上記式2から分かるように、第2速
度基準ω*2は、第1速度基準ω*1(式1参照)から目標速
度ωoに指数関数で下げる(変動する)ものであり、図4
に示す如く、比例成分と積分成分とが相殺されるこ
とで、トルク指令を一定に保つことができる。また、
その指数関数に用いる積分時定数τは、前記速度制御器
26で用いられる積分時定数と同じか、または近似値が
使用される。
【0020】
【実施例の作用】次に、前述した実施例に係る連続圧延
設備のインパクトドロップ補償方法の作用につき説明す
る。
【0021】先ず、連続圧延設備により圧延する材料1
0が、インパクトドロップ補償を行なわない状態で第2
圧延機18に噛み込まれた際の、インパクトドロップ量
の最大値ωdおよび材料先端の噛み込み時点Aからイン
パクトドロップ量が最大値ωdに達するまでの到達時間
tdを、測定または計算により求めて補償装置30に入
力する。この補償装置30では、前記インパクトドロッ
プ補償器34により、材料10を最適に圧延し得る目標
速度ωoに対して最大値ωdだけ高い第1速度基準ω*1
設定される(式1)。
【0022】すなわち、前記第1圧延機12から到来す
る材料10の先端が、第2圧延機18に噛み込まれる前
に、前記速度制御器26により第2電動機22は第1速
度基準ω*1に基づいて速度制御され、該電動機22の速
度は目標速度ωoより高い一定の第1速度基準ω*1とな
る。
【0023】前記材料10の先端が第2圧延機18に噛
み込まれると、図3に示す如く、第2電動機22に加わ
る負荷トルクが瞬時に増加し、これに伴い該電動機2
2の速度も低下する。このとき、第2電動機22は前記
第1速度基準ω*1に基づいて引続き速度制御される。そ
して、インパクトドロップ量が最大値ωd(目標速度ωo)
に達した以降は、第2電動機22は、前記式2により求
められる第2速度基準ω*2に基づいて速度制御される。
すなわち、第2電動機22に対するトルク指令T*を一
定に保つよう変動する第2速度基準ω*2に基づいて速度
制御されることで、前記到達時間td以降において、第
2電動機22の速度が変化することはなく、目標速度ω
oで運転される(図3参照)。
【0024】このように、第2圧延機18が材料10の
先端を噛み込んでから目標速度ωoに安定するまでの時
間は短かく、インパクトドロップによる材料10への悪
影響は最小限に抑えられる。しかも、第2速度基準ω*2
は、前記速度制御器26に設定した積分時定数τ、イン
パクトドロップ補償なしの状態でのインパクトドロップ
量の最大値ωdおよび材料先端の噛み込み時点Aからイ
ンパクトドロップ量が最大値ωdに達するまでの到達時
間tdにより簡単に求めることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る連続圧
延設備のインパクトドロップ補償方法では、インパクト
ドロップ量が最大値に達した以降において、電動機に対
するトルク指令を一定に保つよう変動する第2速度基準
に基づいて該電動機の速度制御を行なうことで、電動機
の速度を目標速度に短時間で安定させることができる。
従って、材料の先端が圧延機に噛み込まれる際に生ずる
インパクトドロップに起因する材料への悪影響を最小限
に抑え得る。しかも、第2速度基準は簡単に求めること
ができるから、設定に時間が掛かったり費用が嵩むこと
はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係るインパクトドロッ
プ補償方法を実施する補償装置および連続圧延設備の概
略構成図である。
【図2】実施例に係る補償装置における速度制御器によ
る制御ブロック図である。
【図3】実施例に係るインパクトドロップ補償方法での
負荷トルク、電動機トルク、インパクトドロップ補償分
および速度フィードバック値−目標速度との関係を示す
グラフ図である。
【図4】実施例に係るインパクトドロップ補償方法での
比例成分、積分成分、トルク指令および速度フィードバ
ック値−目標速度との関係を示すグラフ図である。
【図5】インパクトドロップ補償を行なわない状態での
負荷トルク、電動機トルクおよび速度フィードバック値
−目標速度との関係を示すグラフ図である。
【図6】従来の技術に係るインパクトドロップ補償方法
での負荷トルク、電動機トルク、インパクトドロップ補
償分およびおよび速度フィードバック値−目標速度との
関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10 材料 18 第2圧延機 22 第2電動機 ωd インパクトドロップ量の最大値 A 材料の先端が噛み込まれた時点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機(22)により駆動される圧延機(18)
    に材料(10)の先端が噛み込まれた際に生ずるインパクト
    ドロップを補償する連続圧延設備のインパクトドロップ
    補償方法であって、 前記圧延機(18)に材料(10)の先端が噛み込まれた時点
    (A)からインパクトドロップ量が最大値(ωd)に達するま
    での間は、予め設定された一定の第1速度基準(ω*1)に
    基づいて電動機(22)の速度制御を行ない、それ以降は、
    電動機(22)に対するトルク指令(T*)を一定に保つよう変
    動する第2速度基準(ω*2)に基づいて電動機(22)の速度
    制御を行なうことを特徴とする連続圧延設備のインパク
    トドロップ補償方法。
JP33511099A 1999-11-25 1999-11-25 連続圧延設備のインパクトドロップ補償方法 Pending JP2001150013A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040019733A (ko) * 2002-08-29 2004-03-06 재단법인 포항산업과학연구원 열간 압연기의 임팩트드롭 보상방법
CN100441328C (zh) * 2006-01-25 2008-12-10 冶金自动化研究设计院 一种抑制轧机传动系统动态速降和扭振的控制系统
JP2009153314A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 半導体電力変換装置
JP2016030259A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 線材又は棒鋼の仕上圧延装置
CN114713637A (zh) * 2022-03-28 2022-07-08 北京科技大学 一种热连轧冲击速降补偿系数计算方法及补偿方法

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