JP2020164284A - Apparatus and method for controlling meander of steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法に関する。 The present invention relates to a meandering control device for a steel sheet and a meandering control method.
一般に、鋼板の処理ラインは、鋼板の払出しや溶接等を行う入側セクション、焼鈍や圧延、酸洗等を行う中央セクション、及び鋼板の巻取りや切断を行う出側セクションによって構成されている。各セクションでは、通板のサポートや張力制御等を行うためのロールが備えられており、鋼板はロール上を通過して入側セクションから出側セクションまでの一連の工程を経ることになる。この工程を通板と呼ぶ。 In general, a steel sheet processing line is composed of an inlet section for discharging and welding the steel sheet, a central section for annealing, rolling, pickling and the like, and an outlet section for winding and cutting the steel sheet. Each section is provided with a roll for supporting the through plate, controlling tension, and the like, and the steel plate passes over the roll and goes through a series of steps from the entry side section to the exit side section. This process is called a plate.
鋼板は、ロールのすり減りや鋼板形状等の要因によって通板中にロールの中心位置から幅方向にずれることがある。この現象を蛇行と呼ぶ。鋼板の蛇行量が大きくなると、鋼板との接触による周辺設備の破損や急激な張力の変動による鋼板の破断が発生する可能性があり、大幅な生産ロスが懸念される。このような背景から、旧来より蛇行制御に関する技術が提案されている。なお、以下では、蛇行が問題となるため「中心を通板させたい」ロールを蛇行基準ロールと呼ぶ。 The steel plate may deviate from the center position of the roll in the width direction during passing due to factors such as the wear of the roll and the shape of the steel plate. This phenomenon is called meandering. If the meandering amount of the steel sheet becomes large, there is a possibility that the peripheral equipment may be damaged due to contact with the steel sheet or the steel sheet may be broken due to a sudden change in tension, and there is a concern about a large production loss. Against this background, techniques related to meandering control have been proposed for some time. In the following, since meandering becomes a problem, a roll that "wants to pass through the center" is referred to as a meandering reference roll.
一般的な蛇行制御の装置としては、CPC(Center Position Control)装置が知られており、CPC装置は、蛇行検出器及び蛇行修正機構(以下、ステアリングロールともいう)を備えている。蛇行検出器としては、投光器と受光器の対やAWC(Automatic Width Control)等が例示でき、蛇行修正機構としては、ロール傾動機構等を例示できる。蛇行検出器は鋼板の幅方向位置を検出し、制御器が、蛇行検出器の検出値と目標位置との偏差を計算し、偏差が小さくなるように蛇行修正機構を制御する。 A CPC (Center Position Control) device is known as a general meandering control device, and the CPC device includes a meandering detector and a meandering correction mechanism (hereinafter, also referred to as a steering roll). Examples of the meandering detector include a pair of a floodlight and a receiver and an AWC (Automatic Width Control), and examples of the meandering correction mechanism include a roll tilting mechanism. The meandering detector detects the position of the steel sheet in the width direction, and the controller calculates the deviation between the detected value of the meandering detector and the target position, and controls the meandering correction mechanism so that the deviation becomes smaller.
CPC装置においては、蛇行検出器の設置位置と蛇行基準ロールの位置との間の距離が長いほど、その間で蛇行が発生して蛇行基準ロールの位置における目標位置に対する鋼板の幅方向位置の偏差が大きくなる。このため、特許文献1には、近接する複数のステアリングロールについて、下流ほど鋼板の蛇行量が大きくなるという現象に対し、複数の蛇行検出器の出力と複数のステアリングロールの傾きを用いて、上流のステアリングロールの傾きに補正をかける方法が記載されている。また、特許文献2には、蛇行基準ロールの前後に蛇行検出器を1台ずつ設け、それらの平均から蛇行量を推定する方法が記載されている。
In the CPC device, the longer the distance between the installation position of the meandering detector and the position of the meandering reference roll, the more meandering occurs between them, and the deviation of the position in the width direction of the steel sheet from the target position at the position of the meandering reference roll becomes larger. growing. Therefore, in Patent Document 1, in response to the phenomenon that the meandering amount of the steel plate becomes larger toward the downstream side for a plurality of adjacent steering rolls, the output of the plurality of meandering detectors and the inclination of the plurality of steering rolls are used to be upstream. It describes how to correct the tilt of the steering roll. Further,
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、下流のステアリングロールの制御のために上流のステアリングロールを動作させるため、ステアリングロールが一式しかない場合や、ステアリングロール同士の間に張力段差を付ける機構(ブライドルロール等)が存在する場合には有効でない。また、蛇行検出器が一つでも故障した場合、下流のステアリングロールの動作に影響が生じるという問題がある。一方、特許文献2に記載の方法では、蛇行基準ロールの下流側に蛇行検出器を設けるスペースが無い場合は適用不可である上に、特許文献1に記載の方法と同様、蛇行検出器が一つでも故障した場合、蛇行制御が困難になる。
However, in the method described in Patent Document 1, since the upstream steering roll is operated to control the downstream steering roll, there is a case where there is only one set of steering rolls, or a mechanism for forming a tension step between the steering rolls ( It is not effective when there is a bridle roll, etc.). Further, if even one meandering detector fails, there is a problem that the operation of the downstream steering roll is affected. On the other hand, the method described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、蛇行修正機構が一つの場合であっても蛇行基準ロールの位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール上での鋼板の蛇行を抑制可能な鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is regardless of the distance between the position of the meandering reference roll and the position of the meandering detector even when there is only one meandering correction mechanism. It is an object of the present invention to provide a meandering control device and a meandering control method for a steel plate capable of suppressing meandering of a steel plate on a meandering reference roll.
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、鋼板の搬送ラインに沿って設置された、鋼板の蛇行量を検出する複数の蛇行検出器と、鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構と、前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて前記蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。 The meandering control device for a steel sheet according to the present invention includes a plurality of meandering detectors for detecting the meandering amount of the steel sheet, a meandering correction mechanism for adjusting the meandering amount of the steel sheet, and the plurality of meandering detectors installed along the transport line of the steel sheet. A control device for determining a control amount of the meandering correction mechanism based on the detection value of the meandering detector and controlling the meandering correction mechanism according to the determined control amount is provided.
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、上記発明において、前記制御装置は、前記複数の蛇行検出器のうちの一つをマスタ検出器、その他の蛇行検出器をスレーブ検出器とし、スレーブ検出器の検出値を用いてマスタ検出器の検出値を補正することを特徴とする。 In the above invention, the meandering control device for a steel plate according to the present invention is a slave detector in which one of the plurality of meandering detectors is a master detector and the other meandering detector is a slave detector. It is characterized in that the detection value of the master detector is corrected by using the detection value of.
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、上記発明において、前記制御装置は、各蛇行検出器の検出値に基づいて複数の蛇行検出器の故障を監視することを特徴とする。 The meandering control device for a steel plate according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the control device monitors a failure of a plurality of meandering detectors based on the detection value of each meandering detector.
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、上記発明において、前記制御装置は、故障していると判定された蛇行検出器の検出値を用いずに前記蛇行修正機構の制御量を決定することを特徴とする。 In the above invention, the meandering control device for a steel plate according to the present invention determines the control amount of the meandering correction mechanism without using the detection value of the meandering detector determined to be out of order. It is a feature.
本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、鋼板の搬送ラインに沿って設置された複数の蛇行検出器を用いて鋼板の蛇行量を検出するステップと、前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御するステップと、を含むことを特徴とする。 The meandering control method for a steel sheet according to the present invention is based on a step of detecting a meandering amount of a steel sheet using a plurality of meandering detectors installed along a transport line of the steel sheet and a detection value of the plurality of meandering detectors. A step of determining a control amount of the meandering correction mechanism for adjusting the meandering amount of the steel sheet and controlling the meandering correction mechanism according to the determined control amount is included.
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置及び蛇行制御方法によれば、蛇行修正機構が一つの場合であっても蛇行基準ロールの位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール上での鋼板の蛇行を抑制することができる。 According to the meandering control device and the meandering control method for a steel sheet according to the present invention, the meandering reference roll does not depend on the distance between the position of the meandering reference roll and the position of the meandering detector even when there is only one meandering correction mechanism. It is possible to suppress the meandering of the steel plate above.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成及びその動作について説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the meandering control device for the steel plate according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔構成〕
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成について説明する。
〔Constitution〕
First, the configuration of the meandering control device for a steel plate, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置1は、蛇行基準ロール2上での鋼板Sの蛇行を抑制するための装置であり、鋼板Sの搬送方向に沿って設置された複数(n台)の蛇行検出器111〜11n、ステアリングロール12、及び制御装置13を備えている。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a meandering control device for a steel plate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the meandering control device 1 for a steel sheet according to an embodiment of the present invention is a device for suppressing the meandering of the steel sheet S on the
複数の蛇行検出器111〜11nは、設置位置における鋼板Sの蛇行量を検出し、検出した蛇行量を示す電気信号を制御装置13に出力する。
The plurality of meandering detectors 11 1 to 11 n detect the meandering amount of the steel plate S at the installation position, and output an electric signal indicating the detected meandering amount to the
ステアリングロール12は、本発明に係る蛇行修正機構として機能し、鋼板Sの蛇行量を調整する。
The
制御装置13は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、複数の蛇行検出器111〜11nによって検出された鋼板Sの蛇行量に基づいて後述する蛇行制御処理を実行することにより、蛇行基準ロール2上での鋼板Sの蛇行量がゼロになるようにステアリングロール12を制御する。
The
〔蛇行制御処理〕
次に、上記蛇行制御処理を実行する際の鋼板の蛇行制御装置1の動作について説明する。なお、以下の説明において、nは蛇行検出器の設置台数、iは1≦i≦nを満足する整数、mはマスタ(メイン制御用)となる蛇行検出器の番号、Liは蛇行検出器iの設置位置と蛇行基準ロール2の位置との間の距離、xiは蛇行検出器iにおいて検出された鋼板Sの蛇行量、xi,m,rは蛇行検出器iを基準として蛇行検出器mから蛇行基準ロール2までに発生すると予測される鋼板Sの蛇行量、wiは蛇行検出器i(≠m)による予測蛇行量xi,m,rの重み係数、aiは蛇行検出器i(≠m)に対する重み係数wiを決定するための任意の値、xm,rは蛇行検出器mから蛇行基準ロール2までに発生すると予測される鋼板Sの蛇行量、cmは蛇行検出器mにおける予測蛇行量xm,rによる補正の程度を表す係数、xmtは蛇行検出器mにおける鋼板Sの目標位置、xrtは蛇行基準ロール2における鋼板Sの目標位置、fは蛇行検出器が故障していることを示す添字を示している。
[Meander control process]
Next, the operation of the meandering control device 1 of the steel plate when executing the meandering control process will be described. In the following description, n represents the number of installed meander detector, i is 1 ≦ i integer satisfying ≦ n, m is meandering detector numbers the master (for the main control), L i is meandering detector The distance between the installation position of i and the position of the
本実施形態の蛇行制御処理では、鋼板の蛇行制御装置1は、蛇行検出器mの設置位置と蛇行基準ロール2の位置との間で発生すると予測される鋼板Sの蛇行に対し、予め蛇行検出器mにおける鋼板Sの目標位置をずらすことにより、蛇行基準ロール2における鋼板Sの位置を目標通りとする。具体的には、まず、制御装置13は、任意の数字iについて、蛇行検出器iを基準として、蛇行検出器mの設置位置から蛇行基準ロール2の位置までに発生すると予測される鋼板Sの蛇行量(予測蛇行量)xi,m,rを算出する。詳しくは、蛇行検出器iの設置位置と蛇行検出器mの設置位置との間で発生した蛇行量は(xm−xi)と表され、蛇行検出器iの設置位置と蛇行検出器mの設置位置との間の距離は(Lm−Li)と表されるので、単位距離当たりの鋼板Sの蛇行量は(xm−xi)/(Lm−Li)と表される。従って、鋼板Sの蛇行量xi,m,rは以下に示す数式(1)により算出することができる。
In the meandering control process of the present embodiment, the meandering control device 1 of the steel sheet detects meandering in advance with respect to the meandering of the steel sheet S which is predicted to occur between the installation position of the meandering detector m and the position of the
しかしながら、マスタである蛇行検出器mの設置位置から設置位置が遠い蛇行検出器ほど、予測される蛇行量の誤差が大きくなることが考えられるため、制御装置13は、各蛇行検出器による予測蛇行量xi,m,rに重み係数wi(図2参照)を乗じた値wi×xi,m,rを実質的な予測蛇行量とする。なお、重み係数wiは、蛇行検出器iに対して設定可能なパラメータaiを用いて以下に示す数式(2)のように表される。なお、図2において、符号P1は鋼板Sの幅方向中心位置を示し、符号P2は蛇行基準ロール2における鋼板Sの目標位置を示す。
However, it is considered that the error of the predicted meandering amount becomes larger as the installation position of the meandering detector m is farther from the installation position of the master meandering detector m. Therefore, the
次に、制御装置13は、以下に示す数式(3)を用いて、各蛇行検出器の実質的な予測蛇行量から総合的な予測蛇行量xm,rを算出する。
Next, the
次に、制御装置13は、マスタの蛇行検出器mの予測蛇行量に対して加える補正係数をCmとし、蛇行基準ロール2における鋼板Sの目標位置xrtを用いて以下に示す数式(4)により、蛇行検出器mにおける鋼板Sの目標位置xmtを算出する。そして、制御装置13は、ステアリングロール12を制御することにより、蛇行検出器mにおける鋼板Sの位置を目標位置xmtに制御することにより、蛇行基準ロール2における鋼板Sの位置を目標位置に制御する。
Next, the
以上の説明から明らかなように、本実施形態の蛇行制御処理では、制御装置13が、複数の蛇行検出器111〜11nの検出値に基づいてステアリングロール12の制御量を決定し、決定した制御量に従ってステアリングロール12を制御するので、ステアリングロール12が一つの場合であっても蛇行基準ロール2の位置と蛇行検出器の位置との間の距離によらず蛇行基準ロール2上での鋼板Sの蛇行を抑制することができる。
As is clear from the above description, in the meandering control process of the present embodiment, the
なお、複数の蛇行検出器111〜11nの検出値を相互監視し、検出値が異常である蛇行検出器を故障検出器とすることが望ましい。具体的には、検出値に閾値dを設定し、任意の数字i,j,kに対しxi−xj≦d、xj−xk≧d、xk−xi≧dであった場合、検出値xkが他の検出値と比べて異常であることがわかる。従って、この場合は、蛇行検出器kは故障していると判定することができる。但し、故障判定の閾値や故障判定基準となる蛇行検出器の台数等は必ずしも例の通りでない。 It is desirable to mutually monitor the detected values of a plurality of meandering detectors 11 1 to 11 n and use the meandering detector having an abnormal detected value as a failure detector. Specifically, a threshold value d was set for the detected value, and x i −x j ≦ d, x j −x k ≧ d, and x k −x i ≧ d for arbitrary numbers i, j, and k. In this case, it can be seen that the detected value x k is abnormal as compared with other detected values. Therefore, in this case, it can be determined that the meandering detector k is out of order. However, the threshold value for failure determination and the number of meandering detectors used as failure determination criteria are not necessarily the same as the examples.
また、マスタの蛇行検出器mにおける鋼板Sの目標位置xmtは、故障している蛇行検出器がある場合に大きな誤差を生じる可能性がある。このため、上記故障判定等により故障していることが判明した蛇行検出器については、自動又は手動で以下に示す数式(5)の通り、補正から除くことで誤差を小さくすることが可能である。但し、数式(5)において、xi,m,r,fは故障した蛇行検出器により検出された鋼板Sの蛇行量を示す。 Further, the target position x mt of the steel plate S in the master meandering detector m may cause a large error when there is a failed meandering detector. Therefore, the meandering detector found to be out of order by the above-mentioned failure determination or the like can be automatically or manually removed from the correction as shown in the following mathematical formula (5) to reduce the error. .. However, in the mathematical formula (5), xi , m, r, and f indicate the meandering amount of the steel plate S detected by the failed meandering detector.
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings which form a part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.
1 鋼板の蛇行制御装置
2 蛇行基準ロール
111〜11n 蛇行検出器
12 ステアリングロール
13 制御装置
S 鋼板
1 Meander control device for
Claims (5)
鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構と、
前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて前記蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする鋼板の蛇行制御装置。 Multiple meandering detectors installed along the steel sheet transport line to detect the amount of meandering of the steel sheet,
A meandering correction mechanism that adjusts the amount of meandering of the steel sheet,
A control device that determines a control amount of the meandering correction mechanism based on the detection values of the plurality of meandering detectors and controls the meandering correction mechanism according to the determined control amount.
A meandering control device for a steel plate, which comprises.
前記複数の蛇行検出器の検出値に基づいて鋼板の蛇行量を調整する蛇行修正機構の制御量を決定し、該決定した制御量に従って前記蛇行修正機構を制御するステップと、
を含むことを特徴とする鋼板の蛇行制御方法。 A step of detecting the amount of meandering of a steel sheet using a plurality of meandering detectors installed along the transfer line of the steel sheet,
A step of determining a control amount of a meandering correction mechanism that adjusts the meandering amount of the steel sheet based on the detection values of the plurality of meandering detectors, and controlling the meandering correction mechanism according to the determined control amount.
A method for controlling meandering of a steel sheet, which comprises.
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