JP2010000535A - 板厚制御装置及び板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板材の種類が特定されていない場合であっても、様々な種類の板材に対応した板厚制御を実現し、かつマスフロー制御を行う必要のない板厚制御装置及び板厚制御方法を提供する。
【解決手段】ＡＧＣ制御装置１１は、ライン低速運転時に、簡易フィードフォワードＡＧＣによって、帯板１が圧延ロール６に挿入されたときに圧延機４が弾性変形することを考慮したＡＧＣ簡易ＦＦ指令を確定し、この確定したＡＧＣ簡易ＦＦ指令に基づいて、圧延機４の弾性変形を考慮したミルＧＡＰを決定する。また、ＡＧＣ制御装置１１は、ライン低速運転が終了した後、ラインが加速してから本来の設定速度で運転する時に、フィードバックＡＧＣによるＰＩ制御によって、板厚設定偏差がゼロになるように板厚制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧延機に用いる板厚制御装置及び板厚制御方法に関し、特に、圧延機を用いて、帯板の板厚が所定の板厚設定値になるように、フィードフォワードＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｕｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動板厚制御）及びフィードバックＡＧＣを行う技術に関する。

従来、鋼板等の帯板の板厚が所定の板厚設定値になるように自動板厚制御を行う板厚制御装置を用いて、薄くて均一な板材を生成する冷間圧延機が知られている。冷間圧延機は、帯板を圧延ロールのロール間に挿入し、熱を加えることなく圧延することによって、所定の板厚設定値の板材を生成する装置である。

このような板厚制御を実現するため、冷間圧延機の出側（圧延された帯板が搬出される側）に、圧延された帯板の板厚を検出するための板厚検出器が設置される。板厚制御装置は、予め設定された板厚設定値と、板厚検出器により検出された板厚との間の偏差を算出し、その偏差がゼロになるように、圧下用モータを介して圧延ロールのロール間隔を制御する。圧延後の帯板の板厚は、圧延ロールのロール間隔によって決定され、圧延機の弾性変形特性を無視すると、ロール間隔に等しくなる。

一般に、製品化された板材の品質は、板厚及び板形状等の精度によって評価される。これらのうちの板厚の制御については、ＡＧＣという自動板厚制御方式が採用されており、板厚制御装置は、フィードフォワードＡＧＣを行う制御部とフィードバックＡＧＣを行う制御部とにより、板厚制御を行う（例えば、特許文献１を参照）。

図６は、従来の自動板厚制御システムの全体構成を示す概念図である。この従来の自動板厚制御システム２００は、ＡＧＣ制御装置２６、圧下位置制御装置３０、モータ制御装置１３及び駆動装置１４を用いて圧延機４により、帯板１の板厚を、予め設定された板厚設定値に圧延するものである。自動板厚制御システム２００は、巻出しロール２、巻取りロール３、圧延機４、デフレクタロール２１，２２、パルスジェネレータ２３，２４、板厚検出器７，２５、圧下装置８、圧下用モータ９、パルスジェネレータ１０、駆動装置１４、ＡＧＣ制御装置２６、圧下位置制御装置３０及びモータ制御装置１３を備えて構成されている。圧延機４は、圧下装置８によって圧延ロール６のロール間隔が制御され、圧延ロール６のロール間に帯板１を挿入して圧延することにより、板厚設定値の板厚を有する帯板１を生成する。

尚、図６では、左から右への方向を、帯板１が移動するライン方向としているが、予め設定された板厚設定値になるように板厚を制御するには、ライン方向とは逆の方向にも帯板１を移動させ、ライン方向及びその逆方向の移動を繰り返す必要がある。逆方向の移動の場合は、巻出しロール２が巻取りロールとなり、巻取りロール３が巻出しロールとなる。

パルスジェネレータ２３は、圧延機４において帯板１が搬入される入側のデフレクタロール２１に取り付けられており、帯板１の走行量をパルスカウントし、入側の帯板速度を出力する。パルスジェネレータ２４は、圧延機４において帯板１が搬出される出側のデフレクタロール２２に取り付けられており、帯板１の走行量をパルスカウントし、出側の帯板速度を出力する。板厚検出器２５は、圧延機４の入側に設置されており、入側における帯板１の板厚を検出して出力する。板厚検出器７は、圧延機４の出側に設置されており、出側における帯板１の板厚を検出して出力する。

ＡＧＣ制御装置２６は、フィードフォワードＡＧＣ部２７、フィードバックＡＧＣ部２８及び加算部２９を備えている。フィードフォワードＡＧＣ部２７は、入側のパルスジェネレータ２３からの帯板速度、及び入側の板厚検出器２５からの板厚を入力し、板厚及び予め設定された板厚設定値により板厚偏差を算出し、この板厚偏差をシフトレジスタに記憶する。そして、シフトレジスタ内で板厚偏差を、帯板速度に従って板厚検出器２５の位置から圧延機４直下の位置までトラッキングし、圧延機４直下の位置の板厚偏差及びフィードフォワードＡＧＣゲインに基づいてフィードフォワードＡＧＣによる位置指令を算出して出力する。

フィードバックＡＧＣ部２８は、出側のパルスジェネレータ２４からの帯板速度、及び出側の板厚検出器７からの板厚を入力し、板厚偏差を算出し、板厚偏差、帯板速度及びフィードバックＡＧＣゲインに基づいてフィードバックＡＧＣによる位置指令を算出して出力する。ここで、板厚検出器７から入力する板厚は、圧延機４により圧延した結果残存する板厚偏差を算出するためのデータであり、圧延が行われる圧延機４の位置と板厚が検出される板厚検出器７の位置とが異なるから、搬送遅れが生じてしまう。この搬送遅れ時間は帯板速度に逆比例するから、フィードバックＡＧＣ部２８は、板厚偏差を積分し、その積分結果に帯板速度を乗算することにより、搬送遅れに伴うフィードバックＡＧＣの不整合を解消している（特許文献１段落０００２を参照）。

加算部２９は、フィードフォワードＡＧＣ部２７により出力されたフィードフォワードＡＧＣによる位置指令と、フィードバックＡＧＣ部２８により出力されたフィードバックＡＧＣによる位置指令とを加算し、加算結果であるＡＧＣ位置指令Ｃを圧下位置制御装置３０に出力する。

圧下位置制御装置３０は、ＡＧＣ制御装置２６からＡＧＣ位置指令Ｃを入力する共に、圧下用モータ９に取り付けられたパルスジェネレータ１０から圧下用モータ９のモータ位置ＦＢ信号Ｂを入力する。モータ位置ＦＢ信号Ｂは、圧延ロール６の実際のロール間隔が反映されている。そして、圧延ロール６のロール間隔をＡＧＣ位置指令Ｃに応じた間隔にするため、ＡＧＣ位置指令Ｃとモータ位置ＦＢ信号Ｂとに基づいて、圧下用モータ９を駆動するためのモータ速度指令Ｄを算出して出力する。

モータ制御装置１３は、圧下位置制御装置３０からモータ速度指令Ｄを入力すると共に、パルスジェネレータ１０からモータ位置ＦＢ信号Ｂを入力し、モータ位置ＦＢ信号Ｂからモータ速度を算出して速度制御等を行い、モータ制御信号Ｅを算出して駆動装置１４へ出力する。駆動装置１４は、モータ制御装置１３からモータ制御信号Ｅを入力し、モータ駆動信号を圧下用モータ９へ出力する。

尚、特許文献１には、図６に示したＡＧＣ制御装置２６のフィードフォワードＡＧＣ部２７において、フィードフォワードＡＧＣによる位置指令を算出する際に用いたフィードフォワードＡＧＣゲインを最適化することにより、精度の高い板厚制御を実現する技術が開示されている。このように、帯板１の板厚制御は、フィードフォワードＡＧＣ及びフィードバックＡＧＣにより行われる。

一方、帯板１の板厚制御として、マスフローＡＧＣ（以下、「マスフロー制御」という。）が知られている。このマスフロー制御は、帯板１の圧延特性を示す平面ひずみ特性を用いて、帯板１の帯板速度から板厚を推定することを基本とする制御である。具体的には、マスフロー一定則によれば、ｈを板厚、ｗを板幅、ｖを帯板速度とすると、これらの関係は次式で表される。
ｈ・ｗ・ｖ＝ｃｏｎｓｔ
つまり、板厚ｈ、板幅ｗ及び帯板速度ｖの乗算結果は、常に一定値になる。圧延機４では、帯板１が平面ひずみ状態に近い状態で変形するから、板幅ｗはほとんど変化しない。したがって、板厚ｈは、帯板１の帯板速度ｖから推定することができる。

特開２００３−１７０２１０号公報

ところで、図６に示した従来の自動板厚制御システム２００では、板材の種類が特定されていない帯板１に対して、精度の高い板厚制御を行うことができない。これは、板材の種類が特定されない場合は、帯板１の塑性変形特性が不明なため、ＡＧＣ制御装置２６のフィードフォワードＡＧＣ部２７において、帯板１の板材に適合したフィードフォワードＡＧＣゲインを設定することが困難になるからである。例えば、試運転時に、ある帯板１の板材に適合したフィードフォワードＡＧＣゲインを調整したとしても、試運転後に他の帯板１を圧延するときには、試運転時に調整したフィードフォワードＡＧＣゲインをそのまま用いることができない。これは、試運転時における帯板１の塑性変形特性と試運転後における他の帯板１の塑性変形特性とが異なる場合は、調整済みのフィードフォワードＡＧＣゲインが他の帯板１に適合するとは限らないからである。

したがって、図６に示した従来の自動板厚制御システム２００では、板材の種類が特定されていない帯板１に対して、精度の高い板厚制御を行うことができないという問題があった。

また、マスフロー制御を行う従来の自動板厚制御システムでは、デフレクタロールが帯板１に対してスリップした場合、精度の高い板厚制御を行うことができない。これは、マスフロー制御が帯板１の帯板速度から板厚を推定することを基本とした制御であり、デフレクタロールがスリップ等により使用できない場合には、デフレクタロールに取り付けられたパルスジェネレータが帯板１の帯板速度を正しく測定できないからである。この場合、板厚制御は、圧延機４の出側に設置された板厚検出器７により検出された板厚を用いて、フィードバックＡＧＣのみが行われることになる。

したがって、マスフロー制御を行う従来の自動板厚制御システムでは、デフレクタロールがスリップ等により使用できなくなり、帯板１の帯板速度を正しく測定することができない場合には、精度の高い板厚制御を行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、板材の種類が特定されていない場合であっても、様々な種類の板材に対応した板厚制御を実現し、かつマスフロー制御を行う必要のない板厚制御装置及び板厚制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による板厚制御装置は、帯板の板厚が所定の板厚設定値になるように、圧延機に設けられた圧延ロールのロール間隔を制御し、前記圧延ロールに帯板を圧延させる板厚制御装置において、前記ロール間隔を測定して得られたロール間隔測定値から、前記圧延機の弾性変形特性を反映した板厚予想値を算出し、前記板厚設定値と前記板厚予想値とから板厚設定偏差予想値を算出し、前記ロール間隔測定値と前記板厚設定偏差予想値とに基づいて、第１の制御指令を生成する第１の制御部と、前記板厚設定値と、前記圧延ロールにより圧延された帯板の板厚を測定して得られた板厚測定値とから板厚設定偏差を算出し、前記圧延ロールに挿入されて圧延され搬出される帯板のライン速度に基づいて積分パラメータを算出し、所定の比例パラメータ及び前記積分パラメータを用いた制御により、第２の制御指令を生成する第２の制御部と、前記第１の制御指令と第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する位置指令生成部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明による板厚制御装置は、前記第１の制御部が、前記圧延ロールが帯板を圧延するときに生じる荷重を前記圧延ロールのミル定数で除算し、前記圧延機の弾性変形特性を出力する除算部と、前記除算部により出力された弾性変形特性と前記ロール間隔測定値とを加算し、板厚予想値を出力する加算部と、前記板厚設定値から、前記加算部により出力された板厚予想値を減算し、板厚設定偏差予想値を出力する減算部と、前記ロール間隔測定値と前記減算部により出力された板厚設定偏差予想値とを加算し、第１の制御指令を出力する加算部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明による板厚制御装置は、前記第２の制御部が、所定のＩ（積分）ゲインに前記ライン速度を乗算し、積分パラメータを出力する乗算部と、前記板厚設定値から前記板厚測定値を減算し、板厚設定偏差を出力する減算部と、前記減算部により出力された板厚設定偏差がゼロになるように、所定の比例パラメータ及び前記乗算部により出力された積分パラメータによるＰＩ制御を行い、第２の制御指令を出力するＰＩ制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明による板厚制御装置は、前記第１の制御部が、制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに、前記圧延機の弾性変形特性を反映した板厚予想値を用いて、前記第１の制御指令を生成し、前記第２の制御部が、前記圧延ロールにより圧延された制御対象となる帯板の板厚の測定を開始したとき及びその後に、前記板厚設定値と前記板厚測定値とから板厚設定偏差を算出し、前記板厚設定偏差を用いて、前記第２の制御指令を生成し、前記位置指令生成部が、前記第１の制御部により、制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに生成された第１の制御指令を固定の制御指令とし、前記固定の制御指令と前記第２の制御部により生成された第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する、ことを特徴とする。

また、本発明による板厚制御装置は、前記帯板のライン速度を２段階の速度とし、前記２段階の速度のうちの低速度のライン速度にて、前記第１の制御部により、第１の制御指令を固定の制御指令とする、ことを特徴とする。

また、本発明による板厚制御方法は、帯板の板厚が所定の板厚設定値になるように、圧延機に設けられた圧延ロールのロール間隔を制御し、前記圧延ロールに帯板を圧延させる板厚制御方法において、前記圧延ロールのロール間隔を測定する第１−１のステップと、前記ロール間隔測定値から、前記圧延機の弾性変形特性を反映した板厚予想値を算出する第１−２のステップと、前記板厚設定値と前記板厚予想値とから板厚設定偏差予想値を算出する第１−３のステップと、前記ロール間隔測定値と前記板厚設定偏差予想値とに基づいて、第１の制御指令を生成する第１−４のステップと、前記圧延ロールにより圧延された帯板の板厚を測定する第２−１のステップと、前記板厚設定値と前記板厚測定値とから板厚設定偏差を算出する第２−２のステップと、前記圧延ロールに挿入されて圧延され搬出される帯板のライン速度に基づいて積分パラメータを算出する第２−３のステップと、所定の比例パラメータ及び前記積分パラメータを用いた制御により、第２の制御指令を生成する第２−４のステップと、前記第１の制御指令と第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する第３のステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明による板厚制御方法は、前記圧延ロールが帯板を圧延するときに生じる荷重を測定するステップと、前記荷重を前記圧延ロールのミル定数で除算し、前記圧延ロールの弾性変形特性を出力するステップと、前記弾性変形特性と前記ロール間隔測定値とを加算し、板厚予想値を出力するステップと、前記板厚設定値から前記板厚予想値を減算し、板厚設定偏差予想値を出力するステップと、前記ロール間隔測定値と前記板厚設定偏差予想値とを加算し、第１の制御指令を出力するステップと、を有し、これらのステップにより、前記第１−４のステップにおいて第１の制御指令を生成することを特徴とする。

また、本発明による板厚制御方法は、所定のＩ（積分）ゲインに前記ライン速度を乗算し、積分パラメータを出力するステップと、前記板厚設定値から前記板厚測定値を減算し、板厚設定偏差を出力するステップと、前記板厚設定偏差がゼロになるように、所定の比例パラメータ及び前記積分パラメータによるＰＩ制御を行い、第２の制御指令を出力するステップと、を有し、これらのステップにより、前記第２−４のステップにおいて第２の制御指令を生成することを特徴とする。

また、本発明による板厚制御方法は、制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに、前記第１−２のステップによって、前記圧延機の弾性変形特性を反映して板厚予想値を算出し、かつ、前記第１−４のステップによって、第１の制御指令を生成し、前記圧延ロールにより圧延された制御対象となる帯板の板厚の測定を開始したとき及びその後に、前記第２−１のステップによって、前記圧延ロールにより圧延された帯板の板厚を測定し、かつ、前記第２−４のステップによって、第２の制御指令を生成し、前記第３のステップは、前記制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに生成した第１の制御指令を固定の制御指令とし、前記固定の制御指令と、前記圧延ロールにより圧延された制御対象となる帯板の板厚の測定を開始したとき及びその後に生成された第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する、ことを特徴とする。

また、本発明による板厚制御方法は、前記帯板のライン速度を２段階の速度とし、前記２段階の速度のうちの低速度のライン速度にて、第１の制御指令を固定の制御指令とする、ことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、板材の種類が特定されていない場合であっても、様々な種類の板材に対応した板厚制御を実現することができる。また、マスフロー制御を行うことなく、板厚制御を実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
〔自動板厚制御システム〕
まず、本発明の実施形態が適用される自動板厚制御システムについて説明する。図１は、自動板厚制御システムの全体構成を示す概念図である。この自動板厚制御システム１００は、ＡＧＣ制御装置１１、圧下位置制御装置１２、モータ制御装置１３及び駆動装置１４を用いて圧延機４により、帯板１の板厚を、予め設定された板厚設定値に圧延するものである。自動板厚制御システム１００は、巻出しロール２、巻取りロール３、圧延機４、板厚検出器７、圧下装置８、圧下用モータ９、パルスジェネレータ１０、ＡＧＣ制御装置１１、圧下位置制御装置１２、モータ制御装置１３及び駆動装置１４を備えて構成されている。圧延機４は、圧下装置８により定められる所定のロール間隔にて帯板１を圧延する圧延ロール６、及び、帯板１から圧延ロール６への垂直荷重を検出し、ミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆを出力するロードセル５を備えている。

巻出しロール２は、帯板１をライン方向（図１の→が示す方向）へ巻き出して、圧延機４へ搬入して圧延ロール６のロール間へ挿入する。巻取りロール３は、圧延機４の圧延ロール６により圧延され搬出された帯板１を巻き取る。

尚、図１では、図６に示した従来の自動板厚制御システム２００と同様に、左から右への方向を、帯板１が移動するライン方向としているが、予め設定された板厚設定値になるように板厚を制御するには、ライン方向とは逆の方向にも帯板１を移動させ、ライン方向及びその逆方向の移動を繰り返す必要がある。逆方向の移動の場合は、巻出しロール２が巻取りロールとなり、巻取りロール３が巻出しロールとなり、圧延機４の右側に設置された板厚検出器７の代わりに、圧延機４の左側に設置される板厚検出器（図示せず）が用いられる。この場合、圧延機４の左側が出側となる。ＡＧＣ制御装置１１、圧下位置制御装置１２及びモータ制御装置１３は、ライン方向が逆になっても同様の処理を行う。

板厚検出器７は、圧延機４の出側に設置されており、圧延機４の圧延ロール６により圧延された帯板１の板厚を検出し、板厚ＦＢ信号ＡをＡＧＣ制御装置１１へ出力する。

ＡＧＣ制御装置１１は、圧延機４のロードセル５からのミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆ及び板厚検出器７からの板厚ＦＢ信号Ａを入力すると共に、予め設定されたミル定数Ｍ、ミル出側板厚設定指令ｔ＊及びライン速度指令Ｖ＊を入力し、さらに、圧下用モータ９に取り付けられたパルスジェネレータ１０からのモータ位置ＦＢ信号Ｂを入力し、ＡＧＣ位置指令Ｃを算出して圧下位置制御装置１２へ出力する。

ここで、ミル定数Ｍは、圧延機４の弾性変形に伴う板厚への影響度合いを示す定数であり、圧延機４の弾性変形特性に基づいて設定される。このミル定数Ｍは、通常、圧延機４の機械メーカから提示される。ミル出側板厚設定指令ｔ＊は、圧延機４の圧延ロール６により圧延される帯板１の板厚設定値を示す指令である。ライン速度指令Ｖ＊は、巻出しロール２から圧延機４を介して巻取りロール３までのライン方向へ移動する帯板１の設定速度を示す指令である。ミル定数Ｍ、ミル出側板厚設定指令ｔ＊及びライン速度指令Ｖ＊は、オペレータにより予め設定される。モータ位置ＦＢ信号Ｂは、圧延ロール６のロール間隔を示すミルＧＡＰ現在位置を算出するための信号である。

圧下位置制御装置１２は、ＡＧＣ制御装置１１からＡＧＣ位置指令Ｃを入力すると共に、圧下用モータ９に取り付けられたパルスジェネレータ１０からモータ位置ＦＢ信号Ｂを入力し、モータ位置ＦＢ信号Ｂから算出したミルＧＡＰ現在位置が、ＡＧＣ位置指令Ｃが示すミルＧＡＰ設定位置に一致するように、圧下用モータ９及び圧下装置８を介して圧延ロール６のロール間隔を制御するためのモータ速度指令Ｄを算出し、モータ制御装置１３へ出力する。

モータ制御装置１３は、圧下位置制御装置１２からモータ速度指令Ｄを入力すると共に、パルスジェネレータ１０からモータ位置ＦＢ信号Ｂを入力し、モータ位置ＦＢ信号Ｂから算出したモータ速度が、モータ速度指令Ｄが示すモータ設定速度に一致するように速度制御等を行い、圧下用モータ９を速度制御するためのモータ制御信号Ｅを算出し、駆動装置１４へ出力する。

駆動装置１４は、モータ制御装置１３からモータ制御信号Ｅを入力し、モータ駆動信号を圧下用モータ９へ出力する。圧下装置８は、圧下用モータ９の回転に従って、圧延機４の圧延ロール６を圧下し、ロール間隔を狭めたり広げたりする。

このように、帯板１の板厚を決定する圧延ロール６のロール間隔は、ＡＧＣ制御装置１１が算出するＡＧＣ位置指令Ｃによって定められる。

〔ＡＧＣ制御装置〕
次に、図１に示したＡＧＣ制御装置１１について説明する。図２は、ＡＧＣ制御装置１１の構成を示すブロック図である。このＡＧＣ制御装置１１は、帯板１の板厚現在値（板厚ＦＢ信号Ａが示す現在値）を、予め設定された板厚設定値（ミル出側板厚設定指令ｔ＊が示す設定値）に一致させるように、圧延ロール６のロール間隔を定めるミルギャップ設定位置のＡＧＣ位置指令Ｃを算出して出力する板厚制御装置である。ＡＧＣ制御装置１１は、スイッチ１０１、加算部１０２，１０３、除算部１０４、加算部１０５、減算部１０６、スイッチ１０７、減算部１０８、乗算部１０９、ＰＩ制御部１１０及びカウンタ１１１を備えている。

ＡＧＣ制御装置１１を構成する構成要素のうち、カウンタ１１１、スイッチ１０１、加算部１０２、除算部１０４、加算部１０５、減算部１０６及びスイッチ１０７が、簡易フィードフォワードＡＧＣの制御部を構成している。また、減算部１０８、乗算部１０９、ＰＩ制御部１１０及び加算部１０３がフィードバックＡＧＣの制御部を構成している。

前者の簡易フィードフォワードＡＧＣの制御部は、フィードバックしたミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆ及びミル定数Ｍから圧延機４の弾性変形特性を算出し、その弾性変形特性が板厚に与える影響分の値を算出する。一方、後者のフィードバックＡＧＣ部は、フィードバックした板厚ＦＢ信号Ａから板厚偏差を算出し、板厚偏差がゼロになるようにＰＩ制御を行う。この場合、ＰＩ制御によって、圧延ロール６の位置と板厚検出器７の位置との違いに起因した、板厚に与える影響分が吸収される。そして、ＡＧＣ制御装置１１は、これらの影響分を考慮したＡＧＣ位置指令Ｃを算出し、圧下位置制御装置１２へ出力する。

〔動作〕
図３は、ＡＧＣ制御装置１１による自動板厚制御の全体動作を示すタイムチャートである。図３に示すように、ライン速度指令Ｖ＊は、ゼロから徐々に低速運転の設定速度（１０ｍｐｍ）に移行し、一定時間低速運転を行った後、低速運転から徐々に上昇して本来の設定速度に移行するような特性を有する指令である。帯板１は、このような２段階の設定速度を有するライン速度指令Ｖ＊に従って、ライン方向へ移動する。ライン速度指令Ｖ＊が２段階の設定速度を有するのは、本来の設定速度のみとすると、帯板１の板厚が板厚設定値になるまでに一定の時間がかかり、板厚が均一にならない箇所が長くなってしまうからである。つまり、最初は低速運転させ、その低速運転においてロール間隔を決めるようにした。詳細については後述する。

ライン入運転が開始する前のライン速度がゼロであるとき、帯板１は、予め圧延ロール６に或る程度の荷重で挟まれている。ライン入運転が開始すると、ライン低速運転に入り、ライン速度は、ゼロから低速運転の設定速度まで徐々に上昇し、低速運転を維持する。そして、ライン入運転の開始から５秒が経過した時点で、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りの信号がオンすると共に、圧下位置制御ＯＮの信号もオンする。この５秒の時点までは、圧下位置制御ＯＮの信号はオフになっているから、図１に示した圧下位置制御装置１２は動作せず、板厚制御は行われない。５秒の時点になると、ロードセル５により出力されたミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆに基づいて処理を行う。すなわち、このタイミングにおいて、簡易フィードフォワードＡＧＣによって、ミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆ及びミル定数Ｍから圧延機４の弾性変形特性を算出し、その弾性変形特性が板厚に与える影響分の値を特定する。また、圧下位置制御装置１２が動作し、板厚制御が行われる。

そして、ライン入運転の開始から１２秒が経過した時点で、ライン低速運転が終了し、ライン速度が低速運転の設定速度から徐々に上昇して本来の設定速度に移行し、その本来の設定速度を維持する。また、１２秒の時点になると、ＰＩ制御入りの信号がオンし、板厚検出器７により検出された帯板１の板厚に基づいて処理を行う。すなわち、このタイミングにおいて、フィードバックＡＧＣによって、板厚ＦＢ信号Ａから板厚偏差を算出し、板厚偏差がゼロになるようにＰＩ制御を行う。

〔簡易フィードフォワードＡＧＣ〕
次に、簡易フィードフォワードＡＧＣについて説明する。簡易フィードフォワードＡＧＣは、ライン入運転が開始した後のライン低速運転時に、圧延機４の弾性変形特性が板厚に与える影響分を考慮したＡＧＣ簡易ＦＦ指令を算出し（図３において、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りのタイミング、すなわち開始から５秒のタイミングで算出し）、その後の低速運転時及び本来の設定速度による運転時に、その固定のＡＧＣ簡易ＦＦ指令を用いて行う制御をいう。また、この制御を行うとき、ミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆによるフィードバック制御も行う。図２を参照して、簡易フィードフォワードＡＧＣは、前述したように、カウンタ１１１、スイッチ１０１、加算部１０２、除算部１０４、加算部１０５、減算部１０６及びスイッチ１０７により実現される。

図３に示したように、ライン速度指令Ｖ＊は、ゼロから加速して低速運転し、そして低速運転から本来の設定速度による運転へ移行するような２段階の設定速度を有した指令である。簡易フィードフォワードＡＧＣでは、板厚ＦＢ信号Ａが示す板厚が、ミル出側板厚設定指令ｔ＊が示す板厚設定値になるまで時間がかかる。ライン速度指令Ｖ＊が２段階の設定速度を有した指令でなく、本来の設定速度のみを有した指令とすると、例えば、ライン速度５００ｍｐｍでの本来の運転により帯板１を圧延した場合に、板厚が均一にならず、精度の高い板厚制御を行うことができない。そこで、ライン速度指令Ｖ＊を２段階の設定速度を有する指令とし、低速運転において、圧延ロール６のロール間隔であるミルＧＡＰ現在位置を決めている。

図２に戻って、ＡＧＣ制御装置１１のカウンタ１１１は、モータ位置ＦＢ信号Ｂを入力し、モータ位置ＦＢ信号Ｂのパルス信号をカウントし、そのカウント値をミルＧＡＰ現在位置としてスイッチ１０１及び加算部１０５に出力する。

スイッチ１０１は、カウンタ１１１からのミルＧＡＰ現在位置、及びＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力すると共に、当該スイッチ１０１の出力信号（ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングにおけるミルＧＡＰ現在位置）をフィードバックして入力し、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りの入力の有無に従って、ミルＧＡＰ現在位置または出力信号を加算部１０２に出力する。具体的には、スイッチ１０１は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力していないときに、ミルＧＡＰ現在位置を出力する。ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力していないときとは、図３において、ライン入運転が開始してから、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りがオンになるまでの５秒間の期間をいう。一方、スイッチ１０１は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングで、カウンタ１１１から入力しているミルＧＡＰ現在位置を出力することに代えて、フィードバックして入力した出力信号を出力するように切り替える。そして、スイッチ１０１は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力している限り、フィードバックして入力した出力信号、すなわちＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングにおけるミルＧＡＰ現在位置を出力する。

尚、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りがスイッチ１０１に入力されるタイミングは、ライン入運転開始後、低速運転の動作が安定する時点とする。例えば、その時点は予め設定されていてもよいし、所定の条件を満たした時点であってもよい。図示しない制御部は、前述したタイミングを判定し、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りをスイッチ１０１に出力する。例えば、図３に示したように、ライン入運転開始後５秒経過したタイミングを判定し、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りをスイッチ１０１に出力する。

除算部１０４は、ミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆ及びミル定数Ｍを入力し、ミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆをミル定数Ｍで除算し、除算結果を加算部１０５に出力する。ここで、除算結果は、圧延ロール６が帯板１を圧延するときに掛かるミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆ（ｔｏｎ）を、圧延機４の弾性変形特性により設定されるミル定数Ｍ（ｔｏｎ／ｍｍ）で除算した値であるから、圧延ロール６が帯板１によりこじ開けられた量（ｍｍ）を示している。つまり、除算部１０４は、圧延ロール６が帯板１によりこじ開けられた量（こじ開け量）を加算部１０５に出力する。

加算部１０５は、カウンタ１１１からのミルＧＡＰ現在位置、及び除算部１０４からのこじ開け量を入力し、ミルＧＡＰ現在位置とこじ開け量とを加算し、加算結果を減算部１０６に出力する。ここで、加算結果は、圧延ロール６のロール間隔を示すミルＧＡＰ現在位置と、圧延ロール６が帯板１によりこじ開けられた量を示すこじ開け量とを加算した値であるから、帯板１が圧延ロール６のロール間に挿入されているときの圧延機４の弾性変形特性を考慮したロール間隔、すなわちミル直下の現在板厚の予想値を示している。つまり、加算部１０５は、圧延機４の弾性変形特性を考慮した現在板厚予想値を減算部１０６に出力する。

減算部１０６は、ミル出側板厚設定指令ｔ＊、及び加算部１０５からの現在板厚予想値を入力し、ミル出側板厚設定指令ｔ＊から現在板厚予想値を減算し、減算結果をスイッチ１０７に出力する。ここで、減算結果は、帯板１の板厚設定値を示すミル出側板厚設定指令ｔ＊から、圧延機４の弾性変形特性を考慮した現在板厚予想値を減算した値であるから、圧延機４の弾性変形特性を考慮した場合の、板厚設定値と板厚現在予想値との間の偏差、すなわち板厚設定偏差予想値を示している。つまり、減算部１０６は、圧延機４の弾性変形特性を考慮した場合の板厚設定偏差予想値をスイッチ１０７に出力する。

スイッチ１０７は、減算部１０６からの板厚設定偏差予想値、及びＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力すると共に、当該スイッチ１０７の出力信号（ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングにおける板厚設定偏差予想値）をフィードバックして入力し、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りの入力の有無に従って、板厚設定偏差予想値または出力信号を加算部１０２に出力する。具体的には、スイッチ１０７は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力していないときに、板厚設定偏差予想値を出力する。一方、スイッチ１０７は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングで、減算部１０６から入力している板厚設定偏差予想値を出力することに代えて、フィードバックして入力した出力信号を出力するように切り替える。そして、スイッチ１０７は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力している限り、フィードバックして入力した出力信号、すなわちＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングにおける板厚設定偏差予想値を出力する。尚、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りがスイッチ１０７に入力されるタイミングは、スイッチ１０１の場合と同様である。

加算部１０２は、スイッチ１０１からのミルＧＡＰ現在位置、及びスイッチ１０７からの板厚設定偏差予想値を入力し、ミルＧＡＰ現在位置と板厚設定偏差予想値とを加算し、加算結果を加算部１０３に出力する。実際のライン入運転では、ライン入運転が開始してから、スイッチ１０１，１０７がＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力するまでの期間中、ＡＧＣ制御装置１１からＡＧＣ位置指令Ｃを入力する圧下位置制御装置１２は動作しない（図３において、圧下位置制御ＯＮの信号がオフしている期間を指している）。つまり、その期間中、スイッチ１０１により出力されるミルＧＡＰ現在位置及びスイッチ１０７により出力される板厚設定偏差予想値は、使用されない。その期間の後に圧下位置制御装置１２が動作し（図３において、圧下位置制御ＯＮの信号がオンした後を指している）、スイッチ１０１により出力されるミルＧＡＰ現在位置及びスイッチ１０７により出力される板厚設定偏差予想値が使用される。つまり、加算結果は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りがスイッチ１０１，１０７に入力されてから有効になる。

ここで、加算部１０２における有効な加算結果は、スイッチ１０１により出力が維持された、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングでのミルＧＡＰ現在位置と、スイッチ１０１により出力が維持された、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りを入力したタイミングにおける板厚設定偏差予想値とを加算した値であるから、帯板１が圧延ロール６のロール間に挿入されているときの圧延機４の弾性変形特性を考慮したＡＧＣ簡易ＦＦ指令となる。

以上のように、本発明の実施形態による、ミル垂直荷重ＦＢ信号Ｆによるフィードバック制御を含む簡易フィードフォワードＡＧＣによれば、ライン運転開始後の低速運転時に、圧延機４の弾性変形特性が板厚に与える影響分を考慮したＡＧＣ簡易ＦＦ指令を、スイッチ１０１，１０７においてＡＧＣ簡易ＦＦ指令が入力されるタイミングで算出して固定する。そして、その後の低速運転時及び本来の設定速度による運転時に、その固定のＡＧＣ簡易ＦＦ指令による制御を行う。ここで、板材の種類が特定されていない場合には、板材の塑性変形特性も不明であるため、これに起因した板厚偏差が生じてしまう。前述した簡易フィードフォワードＡＧＣによれば、板材の塑性変形特性が不明であることに起因して生じる板厚偏差が存在するけれども、圧延機４の弾性変形特性に起因して生じる板厚偏差に着目し、圧延機４の弾性変形特性が板厚に与える影響分を考慮した板厚制御を行うようにした。そして、板材の塑性変形特性が不明であることに起因して生じる板厚偏差については、後述するフィードバックＡＧＣ（板厚ＦＢ信号Ａによるフィードバック制御）により、対応するようにした。したがって、板材の種類が特定されていない場合であっても、様々な種類の板材に対応した板厚制御を実現することができる。

〔フィードバックＡＧＣ〕
次に、フィードバックＡＧＣについて説明する。フィードバックＡＧＣは、簡易フィードフォワードＡＧＣによりＡＧＣ簡易ＦＦ指令が算出され固定された後の低速運転終了時点であって、本来の設定速度による運転を行うための加速運転に入る時点以降に行う（図３において、ＰＩ制御入りがオンするタイミングを参照）、板厚ＦＢ信号Ａによるフィードバック制御をいう。前述したように、フィードバックＡＧＣは、減算部１０８、乗算部１０９、ＰＩ制御部１１０及び加算部１０３により実現される。

減算部１０８は、ミル出側板厚設定指令ｔ＊及び板厚ＦＢ信号Ａを入力し、ミル出側板厚設定指令ｔ＊から板厚ＦＢ信号Ａを減算し、減算結果をＰＩ制御部１１０に出力する。ここで、減算結果は、帯板１の板厚設定値を示すミル出側板厚設定指令ｔ＊から、圧延ロール６の出側に設置された板厚検出器７により検出された帯板１の板厚ＦＢ信号Ａを減算した値であるから、板厚設定値と実際の板厚値である板厚現在値との間の偏差、すなわち板厚設定偏差実際値を示している。つまり、減算部１０８は、板厚設定偏差実際値をＰＩ制御部１１０に出力する。

乗算部１０９は、Ｉ（積分）ゲイン及びライン速度指令Ｖ＊を入力し、Ｉゲインにライン速度指令Ｖ＊を乗算し、乗算結果をＰＩ制御部１１０に出力する。ここで、乗算結果は、ライン速度指令Ｖ＊に比例した積分パラメータ値を示している。つまり、乗算部１０９は、ライン速度指令Ｖ＊に比例した積分パラメータ値をＰＩ制御部１１０に出力する。

ＰＩ制御部１１０は、減算部１０８からの板厚設定偏差実際値、乗算部１０９からの積分パラメータ値、予め設定されたＰゲイン、及びＰＩ制御入りを入力し、ＰＩ制御入りの入力の有無に従って、ＰＩ制御を行ってＦＢ−ＰＩ制御信号を加算部１０３に出力するか、または、ＰＩ制御を行わずにゼロのＦＢ−ＰＩ制御信号を加算部１０３に出力する。具体的には、ＰＩ制御部１１０は、ＰＩ制御入りを入力していないときに、すなわち、図３においてライン入運転の開始時点から、ライン速度指令Ｖ＊によりラインが加速するときの１２秒が経過する時点まで、ゼロのＦＢ−ＰＩ制御信号を出力する。一方、ＰＩ制御部１１０は、ＰＩ制御入りを入力すると、Ｐゲインである比例パラメータ値及び積分パラメータ値により、板厚設定偏差実際値がゼロになるようにＰＩ制御を行い、ＦＢ−ＰＩ制御信号を加算部１０３に出力する。尚、ＰＩ制御入りがＰＩ制御部１１０に入力されるタイミングは、ラインを低速から加速し始める時点とする。例えば、その時点は予め設定されていてもよいし、所定の条件を満たした時点であってもよい。図示しない制御部は、前述したタイミングを判定し、ＰＩ制御入りをＰＩ制御部１１０に出力する。例えば、図３に示したように、ライン入運転開始後１２秒経過したタイミングを判定し、ＰＩ制御入りをＰＩ制御部１１０に出力する。

加算部１０３は、加算部１０２からのＡＧＣ簡易ＦＦ指令、及びＰＩ制御部１１０からのＦＢ−ＰＩ制御信号を入力し、ＡＧＣ簡易ＦＦ指令とＦＢ−ＰＩ制御信号とを加算し、加算結果であるＡＧＣ位置指令Ｃを圧下位置制御装置１２に出力する。

以上のように、本発明の実施形態による、板厚ＦＢ信号ＡによるフィードバックＡＧＣによれば、簡易フィードフォワードＡＧＣによりＡＧＣ簡易ＦＦ指令が算出され固定された後の低速運転終了時点であって、本来の設定速度による運転を行うための加速運転に入る時点から、板厚ＦＢ信号Ａのフィードバック制御により、板厚ＦＢ信号Ａがミル出側板厚設定指令ｔ＊に一致するようにＰＩ制御を行い、ＦＢ−ＰＩ制御信号とＡＧＣ簡易ＦＦ指令とを加算してＡＧＣ位置指令Ｃを用いた制御を行う。ここで、マスフロー制御を行う従来技術では、デフレクタロールがスリップ等により使用できなくなった場合には、帯板１の速度を正しく測定することができず、板厚制御を行うことができなかった。これに対し、本発明の実施形態では、帯板１の速度を測定しておらず、マスフロー制御を行わないから、デフレクタロールがスリップ等により使用できなくなった場合であっても、板厚制御を行うことができる。これにより、マスフロー制御を行うことなく、板厚制御を実現することができる。

〔圧下位置制御装置〕
次に、図１に示した圧下位置制御装置１２について説明する。図４は、圧下位置制御装置１２の構成を示すブロック図である。この圧下位置制御装置１２は、圧延ロール６のロール間隔（モータ位置ＦＢ信号Ｂが示すモータ位置）からミルＧＡＰ現在位置を算出し、そのミルＧＡＰ現在位置を、ＡＧＣ制御装置１１から入力したＡＧＣ位置指令Ｃが示すミルＧＡＰ設定位置に一致させるように、圧下用モータ９のモータ速度指令Ｄを算出して出力する装置である。圧下位置制御装置１２は、カウンタ２０１、減算部２０２、位置制御部２０３及びリミッタ２０４を備えている。尚、圧下位置制御装置１２は、図３に示したように、圧下位置制御ＯＮの信号がオフの場合は動作しない。すなわち、圧下位置制御装置１２は、カウンタ２０１、減算部２０２、位置制御部２０３及びリミッタ２０４による処理を行わないため、モータ速度指令Ｄを出力しない。一方、圧下位置制御装置１２は、圧下位置制御ＯＮの信号がオンの場合は動作する。すなわち、圧下位置制御装置１２は、カウンタ２０１等による処理を行い、モータ速度指令Ｄを出力する。この場合、圧下位置制御装置１２は、図示しない制御部から圧下位置制御ＯＮの信号を入力して動作の可否を判定する。例えば、図示しない制御部は、図３に示したように、ライン入運転開始後５秒経過したタイミングを判定し、圧下位置制御ＯＮの信号を圧下位置制御装置１２に出力する。

圧下位置制御装置１２のカウンタ２０１は、パルスジェネレータ１０からモータ位置ＦＢ信号Ｂを入力し、モータ位置ＦＢ信号Ｂのパルス信号をカウントし、そのカウント値をミルＧＡＰ現在位置として減算部２０２に出力する。

減算部２０２は、ＡＧＣ制御装置１１からＡＧＣ位置指令Ｃを入力すると共に、カウンタ２０１からミルＧＡＰ現在位置を入力し、ＡＧＣ位置指令ＣからミルＧＡＰ現在位置を減算し、減算結果を位置制御部２０３に出力する。ここで、減算結果は、ＡＧＣ位置指令Ｃが示すミルＧＡＰ設定位置からミルギャップ現在位置を減算した値であるから、ＡＧＣ位置偏差を示している。つまり、減算部２０２は、ＡＧＣ位置偏差を位置制御部２０３に出力する。

位置制御部２０３は、減算部２０２からＡＧＣ位置偏差を入力し、このＡＧＣ位置偏差がゼロになるように、すなわち、ミルＧＡＰ現在位置がミルＧＡＰ設定位置に一致するように位置制御を行い、速度指令を算出し、リミッタ２０４に出力する。リミッタ２０４は、位置制御部２０３から速度指令を入力すると共に、予め設定されたモータ最大速度を入力し、速度指令がモータ最大速度以下である場合、入力した速度指令をモータ速度指令Ｄとしてモータ制御装置１３へ出力する。一方、速度指令がモータ最大速度を越える場合、モータ最大速度をモータ速度指令Ｄとしてモータ制御装置１３へ出力する。

モータ制御装置１３、駆動装置１４及び圧下装置８については、図６において既に説明したので、ここでは説明を省略する。

〔自動板厚制御のフロー〕
次に、自動板厚制御のフローについて説明する。図５は、図１に示した自動板厚制御システム１００による自動板厚制御の手順を示すフローチャートである。ライン入運転が開始すると（ステップＳ５０１）、帯板１のラインはライン低速運転で動作する（ステップＳ５０２）。この場合、図１、図２及び図３に示したライン速度指令Ｖ＊は、低速運転の設定速度の指令となっている。

そして、ＡＧＣ制御装置１１は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りの信号の入力を待つ（ステップＳ５０３）。すなわち、ＡＧＣ制御装置１１は、運転開始後、ライン低速運転の動作が安定する時点（例えば、予め設定された時間の経過）を待つ。ＡＧＣ制御装置１１は、ＡＧＣ簡易ＦＦ入りの信号を入力すると（ステップＳ５０３：Ｙ）、図２に示した簡易フィードフォワードＡＧＣにより算出されたＡＧＣ簡易ＦＦ指令を固定して確定する（ステップＳ５０４）。

また、圧下位置制御装置１２の動作が開始し（ステップＳ５０５）、ＡＧＣ制御装置１１は、簡易フィードフォワードＡＧＣにおいて確定したＡＧＣ簡易ＦＦ指令をＡＧＣ位置指令Ｃとして出力し、圧下位置制御装置１２は、ＡＧＣ位置指令Ｃを入力してモータ速度指令Ｄを出力する。これにより、モータ制御装置１３及び駆動装置１４によって、圧延ロール６のロール間隔であるミルＧＡＰが決定される（ステップＳ５０６）。

そして、ＡＧＣ制御装置１１は、ＰＩ制御入りの信号の入力を待つ（ステップＳ５０７）。すなわち、ＡＧＣ制御装置１１は、ラインを低速から加速し始める時点（例えば、予め設定された時間）を待つ。ＡＧＣ制御装置１１は、ＰＩ制御入りの信号を入力すると（ステップＳ５０７：Ｙ）、図２に示したフィードバックＡＧＣにより算出されたＦＢ−ＰＩ制御信号と、簡易フィードフォワードＡＧＣにより算出されたＡＧＣ簡易ＦＦ指令とを加算し、その加算結果をＡＧＣ位置指令Ｃとして出力する。そして、圧下位置制御装置１２は、ＡＧＣ位置指令Ｃを入力してモータ速度指令Ｄを出力し、モータ制御装置１３及び駆動装置１４によって、圧延ロール６のロール間隔であるミルＧＡＰが決定される。このようにして板厚制御が行われる（ステップＳ５０８）。そして、自動板厚制御が終了する（ステップＳ５０９）。

以上のように、本発明の実施形態によれば、ＡＧＣ制御装置１１は、ライン低速運転時に、簡易フィードフォワードＡＧＣによって、帯板１が圧延ロール６に挿入されたときに圧延機４が弾性変形することを考慮したＡＧＣ簡易ＦＦ指令を固定して確定し、この確定したＡＧＣ簡易ＦＦ指令に基づいて、圧延機４の弾性変形を考慮したミルＧＡＰを決定するようにした。しかしながら、帯板１には、板材の種類により異なる塑性変形特性を有しており、塑性変形特性が不明な場合には、塑性変形特性に起因した板厚設定偏差が必然的に生じてしまう。そこで、ＡＧＣ制御装置１１は、ライン低速運転が終了した後、ラインが加速してから本来の設定速度で運転する時に、フィードバックＡＧＣによるＰＩ制御によって、塑性変形特性に起因した板厚設定偏差がゼロになるように、板厚制御を行うようにした。

これにより、板材の種類が特定されていない場合であっても、様々な種類の板材に対応した板厚制御を実現することができる。また、本発明の実施形態では、帯板１の速度を測定しておらず、マスフロー制御を行っていないから、デフレクタロールがスリップ等により使用できなくなった場合であっても、板厚制御を行うことができる。つまり、マスフロー制御を行うことなく、板厚制御を実現することができる。

また、本発明の実施形態では、ＡＧＣ制御装置１１は、フィードバックＡＧＣによるＰＩ制御を行うに際して、積分パラメータを、Ｉゲイン及びライン速度指令Ｖ＊を乗算して定めるようにした。これにより、圧延が行われる圧延機４における圧延ロール６の位置と板厚が検出される板厚検出器７の位置とが異なることによる搬送遅れの問題、すなわち、搬送遅れに伴う板厚制御の不整合を、ＰＩ制御にて解消することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図３に示したタイムチャートは一例であり、本発明は、そのタイミングに限定されるものではない。

本発明の実施形態が適用される自動板厚制御システムの全体構成を示す概念図である。 ＡＧＣ制御装置の構成を示すブロック図である。 自動板厚制御の全体動作を示すタイムチャートである。 圧下位置制御装置の構成を示すブロック図である。 自動板厚制御の手順を示すフローチャートである。 従来の自動板厚制御システムの全体構成を示す概念図である。

符号の説明

１ 帯板
２ 巻出しロール
３ 巻取りロール
４ 圧延機
５ ロードセル
６ 圧延ロール
７ 板厚検出器
８ 圧下装置
９ 圧下用モータ
１０ パルスジェネレータ
１１，２６ ＡＧＣ制御装置
１２，３０ 圧下位置制御装置
１３ モータ制御装置
１４ 駆動装置
２１，２２ デフレクタロール
２３，２４ パルスジェネレータ
２５ 板厚検出器
２７ フィードフォワードＡＧＣ部
２８ フィードバックＡＧＣ部
２９ 加算部
１００，２００ 自動板厚制御システム
１０１，１０７ スイッチ
１０２，１０３，１０５ 加算部
１０４ 除算部
１０６，１０８ 減算部
１０９ 乗算部
１１０ ＰＩ制御部
１１１，２０１ カウンタ
２０２ 減算部
２０３ 位置制御部
２０４ リミッタ
Ａ 板厚ＦＢ信号
Ｂ モータ位置ＦＢ信号
Ｃ ＡＧＣ位置指令
Ｄ モータ速度指令
Ｅ モータ制御信号
Ｆ ミル垂直荷重ＦＢ信号
Ｍ ミル定数
ｔ＊ ミル出側板厚設定指令
Ｖ＊ ライン速度指令

Claims (10)

1. 帯板の板厚が所定の板厚設定値になるように、圧延機に設けられた圧延ロールのロール間隔を制御し、前記圧延ロールに帯板を圧延させる板厚制御装置において、
   前記ロール間隔を測定して得られたロール間隔測定値から、前記圧延機の弾性変形特性を反映した板厚予想値を算出し、前記板厚設定値と前記板厚予想値とから板厚設定偏差予想値を算出し、前記ロール間隔測定値と前記板厚設定偏差予想値とに基づいて、第１の制御指令を生成する第１の制御部と、
   前記板厚設定値と、前記圧延ロールにより圧延された帯板の板厚を測定して得られた板厚測定値とから板厚設定偏差を算出し、前記圧延ロールに挿入されて圧延され搬出される帯板のライン速度に基づいて積分パラメータを算出し、所定の比例パラメータ及び前記積分パラメータを用いた制御により、第２の制御指令を生成する第２の制御部と、
   前記第１の制御指令と第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する位置指令生成部と、
   を備えたことを特徴とする板厚制御装置。
2. 請求項１に記載の板厚制御装置において、
   前記第１の制御部は、
   前記圧延ロールが帯板を圧延するときに生じる荷重を前記圧延ロールのミル定数で除算し、前記圧延機の弾性変形特性を出力する除算部と、
   前記除算部により出力された弾性変形特性と前記ロール間隔測定値とを加算し、板厚予想値を出力する加算部と、
   前記板厚設定値から、前記加算部により出力された板厚予想値を減算し、板厚設定偏差予想値を出力する減算部と、
   前記ロール間隔測定値と前記減算部により出力された板厚設定偏差予想値とを加算し、第１の制御指令を出力する加算部と、
   を備えたことを特徴とする板厚制御装置。
3. 請求項１または２に記載の板厚制御装置において、
   前記第２の制御部は、
   所定のＩ（積分）ゲインに前記ライン速度を乗算し、積分パラメータを出力する乗算部と、
   前記板厚設定値から前記板厚測定値を減算し、板厚設定偏差を出力する減算部と、
   前記減算部により出力された板厚設定偏差がゼロになるように、所定の比例パラメータ及び前記乗算部により出力された積分パラメータによるＰＩ制御を行い、第２の制御指令を出力するＰＩ制御部と、
   を備えたことを特徴とする板厚制御装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の板厚制御装置において、
   前記第１の制御部は、制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに、前記圧延機の弾性変形特性を反映した板厚予想値を用いて、前記第１の制御指令を生成し、
   前記第２の制御部は、前記圧延ロールにより圧延された制御対象となる帯板の板厚の測定を開始したとき及びその後に、前記板厚設定値と前記板厚測定値とから板厚設定偏差を算出し、前記板厚設定偏差を用いて、前記第２の制御指令を生成し、
   前記位置指令生成部は、前記第１の制御部により、制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに生成された第１の制御指令を固定の制御指令とし、前記固定の制御指令と前記第２の制御部により生成された第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する、
   ことを特徴とする板厚制御装置。
5. 請求項４に記載の板厚制御装置において、
   前記帯板のライン速度を２段階の速度とし、前記２段階の速度のうちの低速度のライン速度にて、前記第１の制御部により、第１の制御指令を固定の制御指令とする、
   ことを特徴とする板厚制御装置。
6. 帯板の板厚が所定の板厚設定値になるように、圧延機に設けられた圧延ロールのロール間隔を制御し、前記圧延ロールに帯板を圧延させる板厚制御方法において、
   前記圧延ロールのロール間隔を測定する第１−１のステップと、
   前記ロール間隔測定値から、前記圧延機の弾性変形特性を反映した板厚予想値を算出する第１−２のステップと、
   前記板厚設定値と前記板厚予想値とから板厚設定偏差予想値を算出する第１−３のステップと、
   前記ロール間隔測定値と前記板厚設定偏差予想値とに基づいて、第１の制御指令を生成する第１−４のステップと、
   前記圧延ロールにより圧延された帯板の板厚を測定する第２−１のステップと、
   前記板厚設定値と前記板厚測定値とから板厚設定偏差を算出する第２−２のステップと、
   前記圧延ロールに挿入されて圧延され搬出される帯板のライン速度に基づいて積分パラメータを算出する第２−３のステップと、
   所定の比例パラメータ及び前記積分パラメータを用いた制御により、第２の制御指令を生成する第２−４のステップと、
   前記第１の制御指令と第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する第３のステップと、
   を有することを特徴とする板厚制御方法。
7. 請求項６に記載の板厚制御方法において、
   前記圧延ロールが帯板を圧延するときに生じる荷重を測定するステップと、
   前記荷重を前記圧延ロールのミル定数で除算し、前記圧延機の弾性変形特性を出力するステップと、
   前記弾性変形特性と前記ロール間隔測定値とを加算し、板厚予想値を出力するステップと、
   前記板厚設定値から前記板厚予想値を減算し、板厚設定偏差予想値を出力するステップと、
   前記ロール間隔測定値と前記板厚設定偏差予想値とを加算し、第１の制御指令を出力するステップと、を有し、
   これらのステップにより、前記第１−４のステップにおいて第１の制御指令を生成することを特徴とする板厚制御方法。
8. 請求項６または７に記載の板厚制御方法において、
   所定のＩ（積分）ゲインに前記ライン速度を乗算し、積分パラメータを出力するステップと、
   前記板厚設定値から前記板厚測定値を減算し、板厚設定偏差を出力するステップと、
   前記板厚設定偏差がゼロになるように、所定の比例パラメータ及び前記積分パラメータによるＰＩ制御を行い、第２の制御指令を出力するステップと、を有し、
   これらのステップにより、前記第２−４のステップにおいて第２の制御指令を生成することを特徴とする板厚制御方法。
9. 請求項６から８までのいずれか一項に記載の板厚制御方法において、
   制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに、前記第１−２のステップによって、前記圧延機の弾性変形特性を反映して板厚予想値を算出し、かつ、前記第１−４のステップによって、第１の制御指令を生成し、
   前記圧延ロールにより圧延された制御対象となる帯板の板厚の測定を開始したとき及びその後に、前記第２−１のステップによって、前記圧延ロールにより圧延された帯板の板厚を測定し、かつ、前記第２−４のステップによって、第２の制御指令を生成し、
   前記第３のステップは、前記制御対象となる帯板を前記圧延ロールが圧延したときに生成した第１の制御指令を固定の制御指令とし、前記固定の制御指令と、前記圧延ロールにより圧延された制御対象となる帯板の板厚の測定を開始したとき及びその後に生成された第２の制御指令とに基づいて、前記ロール間隔を決定するための位置指令を生成する、
   ことを特徴とする板厚制御方法。
10. 請求項９に記載の板厚制御方法において、
    前記帯板のライン速度を２段階の速度とし、前記２段階の速度のうちの低速度のライン速度にて、第１の制御指令を固定の制御指令とする、
    ことを特徴とする板厚制御方法。

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