JP2012152808A - Roll control method in hot rolling line - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the holding state of rolls at a target value by simply suppressing a periodic influence caused by eccentricity of the rolls which hold a to-be-rolled material.SOLUTION: A roll control method is provided, which is employed in a hot rolling line 1A where a to-be-rolled material 3 rolled by a finishing mill 2 is coiled by a coiler 4. A repetitive controller 52 is used as a mechanism for generating a periodic signal corresponding to eccentricity of pinch rolls 42, which are provided in a pair state to hold the to-be-rolled material 3, and the gap between the pinch rolls 42 is controlled in synchronization with the periodic signal generated from the repetitive controller 52, so that the holding state of the pinch rolls 42 is maintained at steel sheet tension TPR as a target value.

Description

本発明は、仕上圧延機で圧延された鋼板等の被圧延材を巻取機でコイル状に巻き取る熱間圧延ラインにおけるロール制御方法に関する。   The present invention relates to a roll control method in a hot rolling line in which a material to be rolled such as a steel plate rolled by a finish rolling mill is wound in a coil shape by a winder.

一般に、鋼板の熱間圧延ラインは、加熱炉で高温に加熱されたスラブを、粗圧延機および仕上圧延機により所望の板厚まで圧延して鋼板帯状に薄く延ばした後、巻取機にてコイル状に巻き取るように構成されている。また、巻取機の上流側にはピンチロールが設けられており、鋼板を所望の押力により挟持することにより、ピンチロールに巻き取られる鋼板に所定の鋼板張力を付与することで、テレスコや絞りといった巻取り不良の発生を抑制しようとしている。   In general, a hot rolling line for steel sheets is a slab heated to a high temperature in a heating furnace, rolled to a desired sheet thickness by a roughing mill and a finishing mill, and thinly rolled into a steel sheet strip, and then wound by a winder. It is configured to be wound in a coil shape. In addition, a pinch roll is provided on the upstream side of the winder, and by applying a predetermined steel sheet tension to the steel sheet wound around the pinch roll by sandwiching the steel sheet with a desired pressing force, It is trying to suppress the occurrence of winding defects such as aperture.

特許文献1では、熱間圧延ラインにおける巻取り制御に関して、ピンチロールの押力値又はトルク値を所定の範囲内にして鋼板を巻き取ることで、絞り疵などを生じることなく安定してコイル状に巻き取る方法が示されている。   In Patent Document 1, regarding the winding control in the hot rolling line, the steel sheet is wound with the pressing force value or the torque value of the pinch roll within a predetermined range, and thus the coil shape can be stably generated without causing a drawing wrinkle or the like. How to wind up is shown.

特許文献2では、鋼板等の金属帯の尾端が仕上圧延機を抜けた後に、ピンチロールを回転させる電動機の電流の実績をとらえ、それに基づいて上下ピンチロールのギャップを調整するように制御する方法が示されている。これにより鋼板の張力を目標通りに制御することで、絞りの発生を防ぐものである。   In Patent Document 2, after the tail end of a metal strip such as a steel plate has passed through the finishing mill, the current of the electric motor that rotates the pinch roll is captured, and control is performed so as to adjust the gap between the upper and lower pinch rolls based thereon. The method is shown. This prevents the occurrence of throttling by controlling the tension of the steel plate as intended.

特許文献3では、仕上圧延機と巻取機との間の被圧延材に生じる張力を推定する推定演算器を設け、該推定演算器による張力推定値に基づいて巻取機の駆動トルクを修正することにより、被圧延材の張力を目標張力に制御する巻取り制御方法が示されている。   In Patent Document 3, an estimation calculator for estimating the tension generated in the material to be rolled between the finish rolling mill and the winder is provided, and the driving torque of the winder is corrected based on the estimated tension value by the estimation calculator. Thus, a winding control method for controlling the tension of the material to be rolled to a target tension is shown.

非特許文献1には、システムに印加される信号に制御量を追従させる、又は、抑制するためには、システムの内部にその信号の発生機構を含まなければならないという旨(いわゆる内部モデル原理)が記載されている。   Non-Patent Document 1 states that in order to cause a control amount to follow or suppress a signal applied to the system, the system must include a mechanism for generating the signal (so-called internal model principle). Is described.

特開2006−281262号公報JP 2006-281262 A 特開2006−150403号公報JP 2006-150403 A 特開平09−052119号公報JP 09-052119 A

中野 道雄ら、「繰り返し制御」 社団法人 計測自動制御学会編、コロナ社、1989年Michio Nakano et al., “Repetitive Control” The Society of Instrument and Control Engineers, Corona, 1989

しかしながら、このような鋼板の巻取り制御において、鋼板張力が周期的に変動し、その抑制が困難な場合があった。そこで、本発明者等が鋭意検討した結果、鋼板張力の周期変動の原因が、ピンチロールの偏芯にあることを突き止めた。   However, in such winding control of a steel plate, the steel plate tension fluctuates periodically, and it is sometimes difficult to suppress it. Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the cause of the periodic fluctuation of the steel plate tension is the eccentricity of the pinch roll.

なお、特許文献1、2はともに、ピンチロールの押力値又はトルク値(電流値)が適正範囲になるようにピンチロールのギャップを制御することで、絞り疵やテレスコの発生を抑制するものである。このようにピンチロールの押力値又はトルク値(電流値)を制御することで、巻取り形状不良を抑制できるが、ピンチロールに偏芯がある場合には、偏芯による周期的なピンチロールギャップ外乱のために前記制御量を適正範囲内に制御することが容易ではないという問題があった。   Patent Documents 1 and 2 both suppress the occurrence of wrinkles and telescopic movements by controlling the pinch roll gap so that the pressing force value or torque value (current value) of the pinch roll is within an appropriate range. It is. In this way, by controlling the pressing force value or torque value (current value) of the pinch roll, it is possible to suppress the winding shape defect. However, when the pinch roll has eccentricity, the periodic pinch roll due to eccentricity. There is a problem that it is not easy to control the control amount within an appropriate range due to a gap disturbance.

また、特許文献3では、鋼板張力の外乱を推定し、巻取機のトルクを修正するものである。しかし、張力の外乱を推定するためには、非特許文献1にも記載されているように外乱の発生機構を推定器に組み込む必要があるが、本文献の場合には、定常外乱(周波数が0Hzの外乱)を想定範囲としているため、ピンチロールの偏芯が外乱となっている場合には、その影響を除去することは困難であり、張力変動が抑制できず巻取り形状の不良に繋がるという問題があった。   Moreover, in patent document 3, the disturbance of a steel plate tension is estimated and the torque of a winder is corrected. However, in order to estimate the disturbance of tension, it is necessary to incorporate a disturbance generation mechanism in the estimator as described in Non-Patent Document 1, but in the case of this document, steady disturbance (frequency is 0Hz disturbance) is assumed as an assumed range, so when the eccentricity of the pinch roll is a disturbance, it is difficult to remove the influence, and the tension fluctuation cannot be suppressed, leading to a defective winding shape. There was a problem.

ところで、仕上圧延機に関しては、ワークロールの偏芯の影響による被圧延材の板厚の周期的な変動を防止する技術が知られている。しかしながら、この対応策は、ワークロールの偏芯による凹凸に関する絶対的な位置情報としての角度情報を用いて制御を行うものである。このため、事前にワークロールを回転させて周波数解析を行ってロール偏芯量を割り出す必要があり複雑で汎用性に欠ける上に、エンコーダも必要とするものである。   By the way, with respect to the finishing mill, a technique for preventing periodic fluctuations in the thickness of the material to be rolled due to the influence of the eccentricity of the work roll is known. However, this countermeasure performs control using angle information as absolute position information regarding unevenness due to eccentricity of the work roll. For this reason, it is necessary to rotate the work roll in advance and perform frequency analysis to determine the roll eccentricity, which is complicated and lacks versatility, and also requires an encoder.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被圧延材を挟持するロールの偏芯による周期的な影響を簡単に抑制してロールの挟持状態を目標値に保持することができる熱間圧延ラインにおけるロール制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is possible to easily suppress the periodic influence due to the eccentricity of the roll that sandwiches the material to be rolled, and to maintain the roll clamping state at the target value. It aims at providing the roll control method in a hot rolling line.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる熱間圧延ラインにおけるロール制御方法は、仕上圧延機で圧延された被圧延材を巻取機で巻き取る熱間圧延ラインにおけるロール制御方法であって、対で設けられて前記被圧延材を挟持するロールの偏芯による周期信号の発生機構を用い、該周期信号の発生機構が発生する周期信号に同期して前記ロールのギャップを操作することで、該ロールの挟持状態を目標値に保持するようにしたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the roll control method in the hot rolling line according to the present invention is a hot rolling line in which a material to be rolled that has been rolled by a finish rolling mill is wound by a winder. A roll control method using a generation mechanism of a periodic signal due to eccentricity of a roll provided in pairs and sandwiching the material to be rolled, and in synchronization with the periodic signal generated by the generation mechanism of the periodic signal By operating the gap, the holding state of the roll is held at a target value.

また、本発明にかかる熱間圧延ラインにおけるロール制御方法は、上記発明において、前記周期信号の周期は、前記ロールの周速度に応じて可変であることを特徴とする。   Moreover, the roll control method in the hot rolling line according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the period of the periodic signal is variable according to the peripheral speed of the roll.

また、本発明にかかる熱間圧延ラインにおけるロール制御方法は、上記発明において、前記周期信号の発生機構は、繰り返し制御器であることを特徴とする。   The roll control method in the hot rolling line according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the periodic signal generation mechanism is a repetitive controller.

また、本発明にかかる熱間圧延ラインにおけるロール制御方法は、上記発明において、前記周期信号の発生機構は、外乱推定器であることを特徴とする。   Moreover, the roll control method in the hot rolling line according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the periodic signal generation mechanism is a disturbance estimator.

本発明によれば、ロールの偏芯による周期信号の発生機構を用い、該周期信号の発生機構が発生する周期信号に同期してロールのギャップを操作することで、ロールに対する押力変動等を抑制することができ、よって、被圧延材を挟持するロールの偏芯による周期的な影響を簡単に抑制して被圧延材張力等のロールの挟持状態を目標値に保持することができる熱間圧延ラインにおけるロール制御方法を提供することができる。   According to the present invention, by using a mechanism for generating a periodic signal due to eccentricity of the roll and operating the gap of the roll in synchronization with the periodic signal generated by the mechanism for generating the periodic signal, fluctuations in the pressing force on the roll, etc. Therefore, it is possible to suppress the periodic influence due to the eccentricity of the roll holding the material to be rolled, and to keep the holding state of the roll such as the material to be rolled at a target value. A roll control method in a rolling line can be provided.

図1は、本発明の実施の形態1にかかる熱間圧延ラインの一部を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a hot rolling line according to the first embodiment of the present invention. 図2は、繰り返し制御器の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the iterative controller. 図3は、本発明の実施の形態2にかかる熱間圧延ラインの一部を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of a hot rolling line according to the second embodiment of the present invention. 図4は、従来法と繰り返し制御器を用いた実施の形態1との押力制御のシミュレーション結果を比較して示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a comparison of simulation results of pressing force control between the conventional method and the first embodiment using a repetitive controller. 図5は、ロール偏芯の実績と推定量との比較例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a comparative example between the actual roll eccentricity and the estimated amount. 図6は、外乱推定器を用いた実施の形態2のシミュレーションによる制御結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a control result by simulation of the second embodiment using a disturbance estimator.

以下に、図面を参照して本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1について図1及び図2を参照して説明する。図1は、熱間圧延ラインの一部を概略的に示す図である。熱間圧延ライン1Aでは、図示しない加熱炉により高温に加熱された金属材料を粗圧延機(図示せず)、仕上圧延機2により所望の板厚まで圧延して鋼板帯状の被圧延材3として薄く延ばす。ここで、仕上圧延機2は、高温の被圧延材3を複数の圧延機で同時に圧延する熱間タンデム圧延機の形式をとるが、図1では対をなして最終段の圧延機を構成するロール21のみを図示する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a hot rolling line. In the hot rolling line 1A, a metal material heated to a high temperature by a heating furnace (not shown) is rolled to a desired plate thickness by a rough rolling mill (not shown) and a finishing rolling mill 2 to obtain a steel strip-shaped material 3 to be rolled. Extend thinly. Here, the finish rolling mill 2 takes the form of a hot tandem rolling mill that simultaneously rolls the high-temperature workpiece 3 with a plurality of rolling mills. In FIG. 1, the finishing rolling mill is paired to form the final rolling mill. Only the roll 21 is illustrated.

また、熱間圧延ライン1Aでは、仕上圧延機2の後段に位置させて冷却機(図示せず)、巻取機4が設けられ、仕上げ圧延されて冷却された被圧延材3をコイル状に巻き取るように構成されている。巻取機4は、被圧延材3をコイル状に巻き取る回転心棒となるマンドレル41や、マンドレル41の上流側に位置して対をなし被圧延材3を押力による押圧状態で挟持するピンチロール42や、このピンチロール42を回転させる電動機43や、マンドレル41の巻取回転速度に応じて電動機43によるピンチロール42の速度を制御する速度制御器44を備える。ここで、巻き取り動作において、ピンチロール42は、被圧延材3に対してマンドレル41による鋼板張力TMDに対抗する所定の鋼板張力TPRを付与することで、テレスコや絞りの発生を抑制するものであり、ピンチロール42の挟持状態としては鋼板張力TPRを所望の基準値(目標値)に保持する必要がある。   Further, in the hot rolling line 1A, a cooling machine (not shown) and a winder 4 are provided at the subsequent stage of the finish rolling mill 2, and the rolled material 3 that has been finished and cooled is coiled. It is configured to wind up. The winder 4 includes a mandrel 41 that serves as a rotating mandrel that winds the material 3 to be coiled, and a pinch that is positioned on the upstream side of the mandrel 41 and holds the material 3 in a pressed state by a pressing force. A roll 42, an electric motor 43 that rotates the pinch roll 42, and a speed controller 44 that controls the speed of the pinch roll 42 by the electric motor 43 according to the winding rotation speed of the mandrel 41 are provided. Here, in the winding operation, the pinch roll 42 suppresses the occurrence of telescopic and drawing by applying a predetermined steel plate tension TPR that opposes the steel plate tension TMD by the mandrel 41 to the material 3 to be rolled. There is a need to maintain the steel plate tension TPR at a desired reference value (target value) as the pinch roll 42 is sandwiched.

このようなピンチロール42の鋼板張力TPRは、例えば、ピンチロール42のロール間ギャップを操作することによる押力(圧下力)の調整により制御可能である。或いは、ピンチロール42を回転させる電動機43の電流値実績から鋼板張力を逆算し、その鋼板張力が目標値となるようにロール間ギャップを操作することにより制御可能である。   Such a steel plate tension TPR of the pinch roll 42 can be controlled, for example, by adjusting a pressing force (rolling force) by operating a gap between rolls of the pinch roll 42. Alternatively, the control can be performed by calculating the steel plate tension backward from the current value of the electric motor 43 that rotates the pinch roll 42 and operating the gap between the rolls so that the steel plate tension becomes the target value.

そこで、本実施の形態1では、ピンチロール42を制御対象として、その鋼板張力TPRを所望の基準値に保持するよう制御するものであり、制御器5を備えている。この制御器5は、演算器51と繰り返し制御器52とPI制御器53とを備えている。演算器51は、鋼板張力TPRの目標値に対応する指示値として図示しないプロセスコンピュータ等から付与される基準押力又はトルクに対して、張力を調整するためにピンチロール42から検出される実績押力又はトルクを加算(減算)することで、両者の偏差をとるためのものである。実績トルクの場合には、ピンチロール42を回転させる電動機43の実績電流値から換算される。   Therefore, in the first embodiment, the pinch roll 42 is controlled, and the steel plate tension TPR is controlled to be held at a desired reference value, and the controller 5 is provided. The controller 5 includes an arithmetic unit 51, a repeat controller 52, and a PI controller 53. The computing unit 51 detects the actual pressing force detected from the pinch roll 42 to adjust the tension against a reference pressing force or torque applied from a process computer (not shown) as an instruction value corresponding to the target value of the steel plate tension TPR. By adding (subtracting) force or torque, the difference between the two is obtained. In the case of the actual torque, the actual torque value of the electric motor 43 that rotates the pinch roll 42 is converted.

繰り返し制御器52は、ピンチロール42の偏芯による周期信号の発生機構であり、図2に示すように、演算器52aと演算器52bとからなる。繰り返し制御器52は、演算器51からの信号を入力とし、PI制御器53に出力信号を出力するものである。演算器52aは、入力信号と演算器52bからの1周遅れのフィードバック信号とを加算する。演算器52bは、演算器52aの出力に対してe−Tsなる演算処理をして演算器52aに1周遅れでフィードバックさせるものである。ここで、Tは、ピンチロール42が1回転にかかる時間であり、ピンチロール42の半径をR、周速をVPRとすれば、T=2πR/VPRとして計算できる。したがって、周期を示す時間Tは、ピンチロール42の周速(速度)が変化する場合には、周速VPRに応じて可変とし、テーブル等を参照するようにすればよい。また、sはラプラス演算子であり、eは自然対数の底である。これにより、繰り返し制御器52は、ピンチロール1周期分の周期信号の発生機構となり、PI制御器53による比例制御や積分制御を介して、ピンチロール42に対してその偏芯に同期したロールギャップ指令信号を付与することとなる。ピンチロール42は、偏芯に同期したロールギャップ指令信号に応じてロールギャップが開く側又は閉じる側に操作されることで、鋼板張力TPRを基準値に保持する。 The repetitive controller 52 is a mechanism for generating a periodic signal due to the eccentricity of the pinch roll 42, and includes a calculator 52a and a calculator 52b as shown in FIG. The repetitive controller 52 receives the signal from the computing unit 51 and outputs an output signal to the PI controller 53. The computing unit 52a adds the input signal and the feedback signal delayed by one turn from the computing unit 52b. The computing unit 52b performs a computation process of e- Ts on the output of the computing unit 52a and feeds back to the computing unit 52a with a delay of one round. Here, T is the time taken for the pinch roll 42 to make one rotation. If the radius of the pinch roll 42 is R and the peripheral speed is VPR, T can be calculated as T = 2πR / VPR. Therefore, when the peripheral speed (speed) of the pinch roll 42 changes, the time T indicating the cycle may be made variable according to the peripheral speed VPR, and a table or the like may be referred to. S is a Laplace operator, and e is the base of the natural logarithm. Thereby, the repeat controller 52 becomes a mechanism for generating a periodic signal for one period of the pinch roll, and the roll gap synchronized with the eccentricity with respect to the pinch roll 42 through the proportional control and integral control by the PI controller 53. A command signal is given. The pinch roll 42 is operated to open or close the roll gap in accordance with a roll gap command signal synchronized with eccentricity, thereby holding the steel plate tension TPR at a reference value.

このように、本実施の形態1によれば、鋼板張力TPRを基準値に保持するためのピンチロール42の押力制御又はトルク制御において、ピンチロール42の偏芯周期、つまりピンチロール42の外周長さに対応する信号の発生機構である繰り返し制御器52を用いるようにしたので、ピンチロール42の偏芯の周期に同期したロールギャップ制御が可能となり、ピンチロール42の偏芯による影響(押力変動又はトルク変動)を完全に除去することができる。この実施の形態1では、ピンチロール42の偏芯の周期がわかればよく、事前の測定・解析等を要せず、簡単で汎用性の高い制御方法を実現できる。   Thus, according to the first embodiment, in the pressing force control or torque control of the pinch roll 42 for maintaining the steel plate tension TPR at the reference value, the eccentric period of the pinch roll 42, that is, the outer periphery of the pinch roll 42 Since the repeat controller 52, which is a mechanism for generating a signal corresponding to the length, is used, the roll gap control synchronized with the eccentric period of the pinch roll 42 becomes possible, and the influence (pushing) by the eccentricity of the pinch roll 42 becomes possible. Force fluctuation or torque fluctuation) can be completely eliminated. In the first embodiment, it is only necessary to know the eccentricity period of the pinch roll 42, and a simple and highly versatile control method can be realized without requiring prior measurement and analysis.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について図3を参照して説明する。図3は、熱間圧延ラインの一部を概略的に示す図である。図1に示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の形態の熱間圧延ライン1Bでは、制御器5に代えて、制御器6を用いるようにしたものである。制御器6は、演算器61と外乱推定器62とを備える。演算器61は、目標とする鋼板張力TPRの基準値に対応する基準押力となるギャップ指令値に対して、外乱推定器62により推定されるピンチロール42の偏芯による周期的なギャップ外乱であるギャップ変動推定値が逆位相となるよう減算入力され、両者の偏差をギャップ指令値としてピンチロール42の押力機構に与えるものである。外乱推定器62は、ピンチロール1周期分の周期信号の発生機構であり、ピンチロール42から検出される実績押力又はトルクを入力として、ピンチロール42の偏芯による周期的なギャップ外乱をギャップ変動推定値として推定する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of the hot rolling line. The same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted. In the hot rolling line 1 </ b> B of the present embodiment, a controller 6 is used instead of the controller 5. The controller 6 includes a calculator 61 and a disturbance estimator 62. The calculator 61 is a periodic gap disturbance due to the eccentricity of the pinch roll 42 estimated by the disturbance estimator 62 with respect to the gap command value serving as a reference pressing force corresponding to the reference value of the target steel plate tension TPR. A certain gap fluctuation estimated value is subtracted and inputted so as to have an opposite phase, and a deviation between the two is given to the pressing force mechanism of the pinch roll 42 as a gap command value. The disturbance estimator 62 is a mechanism for generating a periodic signal for one period of the pinch roll, and receives the actual pressing force or torque detected from the pinch roll 42 as an input, and the periodic gap disturbance due to the eccentricity of the pinch roll 42 is a gap. Estimated as a fluctuation estimate.

ここで、外乱推定器62の構成について説明する。まず、ピンチロール42の指示から、押力までの応答を表現する伝達関数を1次遅れとしてモデル化すると、(1)式が成り立つ。   Here, the configuration of the disturbance estimator 62 will be described. First, when the transfer function expressing the response from the instruction of the pinch roll 42 to the pressing force is modeled as a first-order lag, equation (1) is established.

(d/dt)x=−(1/T)x+K(u+d
y=(1/T)x
・・・・・・・・・・・・・・・(1)
ここで、
x:状態変数
T:時定数(sec)
K:ミル定数(ton/mm)
y:押力(ton)
u:ピンチロールギャップ指示値(mm)
:ピンチロール42の偏芯によるギャップ外乱(mm)
(D / dt) x = − (1 / T) x + K (u + d 2 )
y = (1 / T) x
(1)
here,
x: State variable T: Time constant (sec)
K: Mill constant (ton / mm)
y: Pushing force (ton)
u: Pinch roll gap indication value (mm)
d 2 : Gap disturbance (mm) due to eccentricity of the pinch roll 42

また、外乱の周期は、ピンチロール42の1回転の周期であるので、(2)式に示す角周波数ωとなる。   Further, since the period of the disturbance is a period of one rotation of the pinch roll 42, the angular frequency ω shown in the equation (2) is obtained.

ω=V/r ・・・・・・・・・・・・・・(2)
ここで、
V:ピンチロール42の周速(m/sec)
r:ピンチロール42の半径(m)
ω = V / r (2)
here,
V: Peripheral speed of pinch roll 42 (m / sec)
r: radius of the pinch roll 42 (m)

したがって、角周波数ωは、ピンチロール42の周速(速度)Vに応じて可変とし、テーブル等を参照するようにすればよい。   Therefore, the angular frequency ω may be made variable according to the peripheral speed (speed) V of the pinch roll 42, and a table or the like may be referred to.

この外乱のダイナミクスは、(3)式で表現できる。   The disturbance dynamics can be expressed by equation (3).

Figure 2012152808
Figure 2012152808

(1)式と(3)式をまとめると、(4)式に示す状態空間表現が得られる。   When the expressions (1) and (3) are put together, the state space expression shown in the expression (4) is obtained.

Figure 2012152808
Figure 2012152808

この(4)式に対して、一般的に知られている状態推定器(オブザーバ)を構成することで、ピンチロール42のギャップ外乱であるdを推定することができる。 By configuring a generally known state estimator (observer) for this equation (4), d 2 that is the gap disturbance of the pinch roll 42 can be estimated.

簡単のため、(4)式を次の(5)式のように表現する。   For simplicity, the expression (4) is expressed as the following expression (5).

Figure 2012152808
Figure 2012152808

このとき、状態ベクトルzを推定する状態推定器は、(6)式のようになる。   At this time, the state estimator for estimating the state vector z is as shown in Equation (6).

Figure 2012152808
Figure 2012152808

ここで、Lは、A−L・cの極の実部が負になるように選ばれたゲイン行列である。そして、推定した状態量z^(^はzの上につく)の要素dが、ピンチロール42の偏芯によるギャップ変動の推定値である。この推定値を演算器61において基準押力となるギャップ指令値から減算させて偏差をとることで、ピンチロール42の偏芯による影響を除去し、押力を基準押力として安定させることができる。 Here, L is a gain matrix selected so that the real part of the pole of A−L · c is negative. An element d 2 of the estimated state quantity z ^ (^ is on z) is an estimated value of gap fluctuation due to eccentricity of the pinch roll 42. By subtracting this estimated value from the gap command value that becomes the reference pressing force in the calculator 61 and taking the deviation, the influence of the eccentricity of the pinch roll 42 can be removed and the pressing force can be stabilized as the reference pressing force. .

このように、本実施の形態2によれば、鋼板張力TPRを基準値に保持するためのピンチロール42の押力制御において、ピンチロール42の偏芯周期、つまりピンチロール42の外周長さに対応する信号の発生機構である外乱推定器62を用いるようにしたので、ピンチロール42の偏芯の周期に同期したギャップ制御が可能となり、ピンチロール42の偏芯による影響を完全に除去することができる。   Thus, according to the second embodiment, in the pressing force control of the pinch roll 42 for maintaining the steel plate tension TPR at the reference value, the eccentric period of the pinch roll 42, that is, the outer peripheral length of the pinch roll 42 is set. Since the disturbance estimator 62, which is a corresponding signal generation mechanism, is used, gap control synchronized with the eccentricity period of the pinch roll 42 becomes possible, and the influence of the eccentricity of the pinch roll 42 is completely eliminated. Can do.

実施の形態1による制御方法と、図1中で繰り返し制御器52を用いない従来法とを、押力制御のシミュレーションにより比較することで、実施の形態1の効果の確認を行った。ここで、シミュレーション条件は、
ピンチロール半径:0.45m
ピンチロールの偏芯:20μm
ミル定数:23ton/mm
ピンチロール周速:10m/sec
基準押力:4000kg
とした。
The effect of the first embodiment was confirmed by comparing the control method according to the first embodiment with the conventional method that does not use the repetitive controller 52 in FIG. Here, the simulation condition is
Pinch roll radius: 0.45m
Pinch roll eccentricity: 20 μm
Mill constant: 23 ton / mm
Pinch roll peripheral speed: 10m / sec
Standard pressing force: 4000kg
It was.

比較結果を図4に示す。この結果によれば、繰り返し制御器52を用いた実施の形態1の制御方法によれば、基準押力4000kgに変動なく安定化できるのに対して、従来法では周期的な変動が残ってしまうことがわかる。   The comparison results are shown in FIG. According to this result, according to the control method of the first embodiment using the repetitive controller 52, the reference pressing force 4000kg can be stabilized without variation, whereas the conventional method has periodic variation remaining. I understand that.

外乱推定器62を用いた実施の形態2の制御方法についてシミュレーションを行った。この結果、ピンチロール42の偏芯の実績と推定値とを比較すると、図5に示すように、早い段階で偏芯の実績と推定値とが一致していることがわかる。そして、このような周期的な偏芯の推定値を制御に用いることで、図6に示すように、変動なく基準押力に制御できることがわかったものである。   A simulation was performed for the control method of the second embodiment using the disturbance estimator 62. As a result, when the actual eccentricity of the pinch roll 42 is compared with the estimated value, it can be seen that the actual eccentricity matches the estimated value at an early stage, as shown in FIG. Then, it has been found that by using such an estimated value of the periodic eccentricity for the control, the reference pressing force can be controlled without fluctuation as shown in FIG.

なお、本発明は、上述した実施の形態1、2により発明が限定されるものではない。例えば、これらの実施の形態では、巻取機4のピンチロール42を制御対象とし、鋼板張力TPRが基準値となるようにピンチロール42の偏芯の周期に同期してロールギャップを操作するようにしたが、仕上圧延機2のロール21を制御対象とし、被圧延材3の板厚が基準値となるようにロール21の偏芯の周期に同期して圧延荷重を制御することでロールギャップを操作するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the first and second embodiments described above. For example, in these embodiments, the pinch roll 42 of the winder 4 is controlled, and the roll gap is operated in synchronization with the eccentric period of the pinch roll 42 so that the steel plate tension TPR becomes the reference value. However, the roll gap of the finish rolling mill 2 is controlled by controlling the rolling load in synchronization with the eccentric period of the roll 21 so that the thickness of the material 3 to be rolled becomes a reference value. May be operated.

1A、1B 熱間圧延ライン
2 仕上圧延機
21 ロール
3 被圧延材
4 巻取機
42 ピンチロール
52 繰り返し制御器
62 外乱推定器
1A, 1B Hot rolling line 2 Finishing mill 21 Roll 3 Rolled material 4 Winding machine 42 Pinch roll 52 Repeat controller 62 Disturbance estimator

Claims (4)

仕上圧延機で圧延された被圧延材を巻取機で巻き取る熱間圧延ラインにおけるロール制御方法であって、
対で設けられて前記被圧延材を挟持するロールの偏芯による周期信号の発生機構を用い、該周期信号の発生機構が発生する周期信号に同期して前記ロールのギャップを操作することで、該ロールの挟持状態を目標値に保持するようにしたことを特徴とする熱間圧延ラインにおけるロール制御方法。
A roll control method in a hot rolling line in which a material to be rolled that has been rolled by a finish rolling mill is wound by a winder,
By using a mechanism for generating a periodic signal by eccentricity of a roll that is provided in pairs and sandwiches the material to be rolled, by operating the gap of the roll in synchronization with the periodic signal generated by the mechanism for generating the periodic signal, A roll control method in a hot rolling line, characterized in that the sandwiched state of the roll is maintained at a target value.
前記周期信号の周期は、前記ロールの周速度に応じて可変であることを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延ラインにおけるロール制御方法。   The roll control method in a hot rolling line according to claim 1, wherein the period of the periodic signal is variable according to the peripheral speed of the roll. 前記周期信号の発生機構は、繰り返し制御器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱間圧延ラインにおけるロール制御方法。   The roll control method in a hot rolling line according to claim 1 or 2, wherein the generation mechanism of the periodic signal is a repetitive controller. 前記周期信号の発生機構は、外乱推定器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱間圧延ラインにおけるロール制御方法。   The roll control method in a hot rolling line according to claim 1 or 2, wherein the periodic signal generation mechanism is a disturbance estimator.
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