JP2839775B2 - 連続圧延機の制御装置 - Google Patents
連続圧延機の制御装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B2275/00—Mill drive parameters
- B21B2275/10—Motor power; motor current
- B21B2275/12—Roll torque
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属を圧延する圧延機
の制御装置、より詳細には、タンデム配置された２スタ
ンド間において被圧延材の張力を制御する連続圧延機の
制御装置に関する。
の制御装置、より詳細には、タンデム配置された２スタ
ンド間において被圧延材の張力を制御する連続圧延機の
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述の連続圧延機の従来の制御装置を、
図３を参照して説明する。図３において、被圧延材Ｚは
第１の圧延機（上流側圧延機）１および第２の圧延機
（下流側圧延機）２からなる連続圧延機を通して圧延さ
れる。上流側圧延機１は電動機（Ｍ）３によって駆動さ
れ、下流側圧延機２は電動機４によって駆動される。電
動機３は速度制御装置（ＡＳＲ）５によって制御され、
電動機４は速度制御装置６によって制御される。電動機
３に付設された圧延トルク検出器（ＴＤ）７により上流
側圧延機１の圧延トルクＧ1 が検出される。
図３を参照して説明する。図３において、被圧延材Ｚは
第１の圧延機（上流側圧延機）１および第２の圧延機
（下流側圧延機）２からなる連続圧延機を通して圧延さ
れる。上流側圧延機１は電動機（Ｍ）３によって駆動さ
れ、下流側圧延機２は電動機４によって駆動される。電
動機３は速度制御装置（ＡＳＲ）５によって制御され、
電動機４は速度制御装置６によって制御される。電動機
３に付設された圧延トルク検出器（ＴＤ）７により上流
側圧延機１の圧延トルクＧ1 が検出される。
【０００３】従来の張力制御装置４０はトルク検出器７
で検出された上流側圧延機１の圧延トルクＧ1 と目標張
力ｔref1を入力し、前者から求められる張力を後者に一
致させるための速度修正量ΔＮ1 を演算し、この速度修
正量ΔＮ1 により速度制御装置５および電動機３を介し
て上流側圧延機１の回転速度を調整し、それによりスタ
ンド間張力ｔ1を制御する。
で検出された上流側圧延機１の圧延トルクＧ1 と目標張
力ｔref1を入力し、前者から求められる張力を後者に一
致させるための速度修正量ΔＮ1 を演算し、この速度修
正量ΔＮ1 により速度制御装置５および電動機３を介し
て上流側圧延機１の回転速度を調整し、それによりスタ
ンド間張力ｔ1を制御する。
【０００４】上流側圧延機１の圧延トルクＧ1 とスタン
ド間張力ｔ1 の関係は、下流側圧延機２に噛込む直前の
無張力時の上流側圧延機１の圧延トルクをＧ01、下流側
圧延機２への噛込み後の上流側圧延機１の圧延トルクを
Ｇ1 、上流側圧延機１の定数をｋ1 として、（１）式の
ように表される。
ド間張力ｔ1 の関係は、下流側圧延機２に噛込む直前の
無張力時の上流側圧延機１の圧延トルクをＧ01、下流側
圧延機２への噛込み後の上流側圧延機１の圧延トルクを
Ｇ1 、上流側圧延機１の定数をｋ1 として、（１）式の
ように表される。
【０００５】 ｔ1 ＝（Ｇ01−Ｇ1 ）／ｋ1 …（１） これを変形して、 Ｇ1 ＝Ｇ01−ｋ1 ・ｔ1 …（２） （１）式の張力ｔ1 を目標張力ｔref1に維持するための
速度修正量ΔＮ1 は、張力制御装置４０を例えば周知の
比例・積分演算（ＰＩ演算）型に構成することによって
容易に得ることができる。
速度修正量ΔＮ1 は、張力制御装置４０を例えば周知の
比例・積分演算（ＰＩ演算）型に構成することによって
容易に得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】連続圧延機における圧
延トルクの変動には、張力による変動分のほかに、主に
被圧延材の温度変動に伴う変動分が加わっている。すな
わち、変形抵抗変化とトルク変動の関係を表す定数を
α、被圧延材Ｚの変形抵抗変化をΔｋp とすれば、上流
側圧延機１の圧延トルクＧ1は、（２）式のＧ01項を修
正して（３）式のように表すことができる。
延トルクの変動には、張力による変動分のほかに、主に
被圧延材の温度変動に伴う変動分が加わっている。すな
わち、変形抵抗変化とトルク変動の関係を表す定数を
α、被圧延材Ｚの変形抵抗変化をΔｋp とすれば、上流
側圧延機１の圧延トルクＧ1は、（２）式のＧ01項を修
正して（３）式のように表すことができる。
【０００７】 Ｇ1 ＝Ｇ01（１＋α・Δｋp ）−ｋ1 ・ｔ1 …（３） これを変形すると、 ｔ1 ＝｛Ｇ01（１＋α・Δｋp ）−Ｇ1 ｝／ｋ1 …（４） となり、被圧延材温度変化が張力演算に影響することが
分かる。特にＨ形鋼のように被圧延材の先後端部の温度
が相対的に低く、中央部の温度が相対的に高い場合など
は、温度変動に伴う変形抵抗変化Δｋp が大きく、これ
による張力演算誤差は無視できないほど大きなものとな
る。従って、検出張力を目標張力に一致させようとして
も、被圧延材に実際に作用する張力は目標張力とは異な
る値になってしまい、操業の安定性や製品寸法などの品
質に大きな悪影響を与えることがあった。
分かる。特にＨ形鋼のように被圧延材の先後端部の温度
が相対的に低く、中央部の温度が相対的に高い場合など
は、温度変動に伴う変形抵抗変化Δｋp が大きく、これ
による張力演算誤差は無視できないほど大きなものとな
る。従って、検出張力を目標張力に一致させようとして
も、被圧延材に実際に作用する張力は目標張力とは異な
る値になってしまい、操業の安定性や製品寸法などの品
質に大きな悪影響を与えることがあった。
【０００８】このような不都合を回避する方法として、
圧延荷重または被圧延材温度の検出値を張力制御装置に
導入し、それを用いて変形抵抗変化によるトルク変動を
補償することが考えられる。しかし、圧延雰囲気中には
蒸気等が発生しており、被圧延材温度を常時、正確に測
定するのには信頼性の面で問題がある。
圧延荷重または被圧延材温度の検出値を張力制御装置に
導入し、それを用いて変形抵抗変化によるトルク変動を
補償することが考えられる。しかし、圧延雰囲気中には
蒸気等が発生しており、被圧延材温度を常時、正確に測
定するのには信頼性の面で問題がある。
【０００９】一方、圧延荷重を測定する方法は薄板圧延
などで実施されてはいるが、形鋼圧延では、圧延機に荷
重計を付設することができない場合が多く、実際上、適
用不可能または困難である。
などで実施されてはいるが、形鋼圧延では、圧延機に荷
重計を付設することができない場合が多く、実際上、適
用不可能または困難である。
【００１０】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、圧延荷重や被圧延材温度を用いることなく、被圧延
材の温度変動に伴う変形抵抗変化による張力変動を補償
しうる、連続圧延機の制御装置を提供することを目的と
する。
で、圧延荷重や被圧延材温度を用いることなく、被圧延
材の温度変動に伴う変形抵抗変化による張力変動を補償
しうる、連続圧延機の制御装置を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の制御装置は、上
流側圧延機および下流側圧延機の圧延トルクを検出する
トルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出さ
れた両圧延トルクの比と予め測定し記憶していた圧延ト
ルクの比との差に基づいてスタンド間張力を演算する張
力演算手段と、この張力演算手段によって算出された張
力が所定の目標張力となるように少なくとも一方の圧延
機の電動機の速度を修正する速度修正手段とを備えたこ
とを特徴とする。
流側圧延機および下流側圧延機の圧延トルクを検出する
トルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出さ
れた両圧延トルクの比と予め測定し記憶していた圧延ト
ルクの比との差に基づいてスタンド間張力を演算する張
力演算手段と、この張力演算手段によって算出された張
力が所定の目標張力となるように少なくとも一方の圧延
機の電動機の速度を修正する速度修正手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は、被圧延材長手方向の温度変動周期長
さがスタンド間距離に比較して長い場合、スタンド間張
力が一定になるように制御すると、上流側圧延機の圧延
トルクと下流側圧延機の圧延トルクとの比が一定に保た
れることに着目してなされたもので、両圧延トルクの比
を用いてスタンド間張力を演算し、そのスタンド間張力
演算値を用いてスタンド間張力を制御する。
さがスタンド間距離に比較して長い場合、スタンド間張
力が一定になるように制御すると、上流側圧延機の圧延
トルクと下流側圧延機の圧延トルクとの比が一定に保た
れることに着目してなされたもので、両圧延トルクの比
を用いてスタンド間張力を演算し、そのスタンド間張力
演算値を用いてスタンド間張力を制御する。
【００１３】被圧延材の流れ方向の温度変動周期長がス
タンド間距離に比較して長い場合、変形抵抗の変化は上
流側圧延機における変化と同一であると仮定することが
できるので、下流側圧延機の圧延トルクＧ2 は次式で表
される。
タンド間距離に比較して長い場合、変形抵抗の変化は上
流側圧延機における変化と同一であると仮定することが
できるので、下流側圧延機の圧延トルクＧ2 は次式で表
される。
【００１４】 Ｇ2 ＝Ｇ02（１＋α・Δｋp ）＋ｋ2 ・ｔ1 …（５） ただし、 ｔ1 ： スタンド間張力 Ｇ02 ： 下流側圧延機の無張力圧延トルク ｋ2 ： 下流側圧延機の定数 α ： 変形抵抗とトルク変動の影響を表す定数 Δｋp ： 被圧延材の変形抵抗変化 である。
【００１５】ここで、圧延トルク比λを次式のように定
義する。
義する。
【００１６】 λ＝Ｇ2 ／Ｇ1 …（６） （３）式および（５）式を（６）式に代入することによ
り、圧延トルク比λは（７）式のように表される。
り、圧延トルク比λは（７）式のように表される。
【００１７】 λ＝｛Ｇ02（１＋α・Δｋp ）＋ｋ2 ・ｔ1 ｝ ／｛Ｇ01（１＋α・Δｋp ）−ｋ1 ・ｔ1 ｝ …（７） （７）式において、変数は変形抵抗変化Δｋp およびス
タンド間張力ｔ1 である。（７）式における圧延トルク
比λを、この２つの変数で微分し、圧延トルク比λを求
めると（８）式が得られる。
タンド間張力ｔ1 である。（７）式における圧延トルク
比λを、この２つの変数で微分し、圧延トルク比λを求
めると（８）式が得られる。
【００１８】 λ＝Ｇm2／Ｇm1 ＋（１＋α・Δｋpm）（Ｇ01・ｋ2 ＋Ｇ02・ｋ1 ）（ｔ1 −ｔm1） ／Ｇm1 2 −α・ｔm1（Ｇ01・ｋ2 ＋Ｇ02・ｋ1 ）（Δｋp −Δｋpm）／Ｇm1 2 …（８） ただし、 Ｇm2 ： 下流側圧延機の圧延トルク記憶値 Ｇm1 ： 上流側圧延機の圧延トルク記憶値 Δｋpm ： 圧延トルク比を記憶したタイミングにおけ
る被圧延材変形抵抵抗変化記憶値 ｔm1 ： 圧延トルク比を記憶したタイミングにおけ
るスタンド間張力記憶値 ｔ1 ： スタンド間張力 Ｇ01 ： 被圧延材が下流側圧延機に噛込む直前の無
張力時の上流側圧延機の圧延トルク Ｇ1 ： 被圧延材が下流側圧延機に噛込んだ後の上
流側圧延機の圧延トルク ｋ1 ： 上流側圧延機の定数 α ： 変形抵抗とトルク変動の影響を表す定数 Δｋp ： 被圧延材の変形抵抗変化 Ｇ02 ： 下流側圧延機の無張力圧延トルク Ｇ2 ： 下流側圧延機の圧延トルク ｋ2 ： 下流側圧延機の定数 とする。
る被圧延材変形抵抵抗変化記憶値 ｔm1 ： 圧延トルク比を記憶したタイミングにおけ
るスタンド間張力記憶値 ｔ1 ： スタンド間張力 Ｇ01 ： 被圧延材が下流側圧延機に噛込む直前の無
張力時の上流側圧延機の圧延トルク Ｇ1 ： 被圧延材が下流側圧延機に噛込んだ後の上
流側圧延機の圧延トルク ｋ1 ： 上流側圧延機の定数 α ： 変形抵抗とトルク変動の影響を表す定数 Δｋp ： 被圧延材の変形抵抗変化 Ｇ02 ： 下流側圧延機の無張力圧延トルク Ｇ2 ： 下流側圧延機の圧延トルク ｋ2 ： 下流側圧延機の定数 とする。
【００１９】（８）式を変形することにより（９）式が
得られる。
得られる。
【００２０】 λ＝Ｇm2／Ｇm1 ＋（Ｇ01・ｋ2 ＋Ｇ02・ｋ1 ）（ｔ1 −ｔm1）／Ｇm1 2 −｛α（Ｇ01・ｋ2 ＋Ｇ02・ｋ1 ）／Ｇm1 2 ｝ ×｛Δｋpm（ｔ1 −ｔm1）−ｔm1（Δｋp −Δｋpm）｝ …（９） （９）式の右辺第３項は以下のような関係から無視する
ことができる。
ことができる。
【００２１】変形抵抗変化は圧延荷重変化となり、圧延
荷重変化は被圧延材の断面積変化を引き起こす。そし
て、断面積変化はスタンド間張力変化の原因となる。こ
の関係は（１０）〜（１４）式で表される。
荷重変化は被圧延材の断面積変化を引き起こす。そし
て、断面積変化はスタンド間張力変化の原因となる。こ
の関係は（１０）〜（１４）式で表される。
【００２２】材料断面積変化と張力変化の関係は（１
０）式で表すことができる。
０）式で表すことができる。
【００２３】 ｔ1 −ｔm1＝ｋA ・（Ａz −Ａzm）／Ａzm …（１０） ただし、Ａz は被圧延材断面積、Ａzmは被圧延材断面積
記憶値、ｋA は被圧延材断面積変化率と張力変化との関
係を表す定数である。
記憶値、ｋA は被圧延材断面積変化率と張力変化との関
係を表す定数である。
【００２４】変形抵抗変化と圧延荷重変化の関係は（１
１）式で表される。
１）式で表される。
【００２５】 （ｋp −ｋpm）／ｋpm＝（Ｐ−Ｐm ）／Ｐm …（１１） ただし、ｋp は被圧延材の変形抵抗、ｋpmは被圧延材の
変形抵抗記憶値、Ｐは圧延荷重、Ｐm は圧延荷重記憶値
である。
変形抵抗記憶値、Ｐは圧延荷重、Ｐm は圧延荷重記憶値
である。
【００２６】圧延荷重変化と被圧延材断面積変化は（１
２）式のように表される。
２）式のように表される。
【００２７】 （Ａz −Ａzm）／Ａzm＝（Ｐ−Ｐm ）／（Ｍ・Ａzm） …（１２） ただし、Ｍは圧延荷重変化と断面積変化との関係を表す
定数である。
定数である。
【００２８】従って、（１２）式を変形して（Ｐ−
Ｐm ）を求める式にし、それを（１１）式に代入し、更
にそれを（１０）式に代入することにより、変形抵抗変
化と張力変化との関係は（１３）式のように表されるこ
とになる。
Ｐm ）を求める式にし、それを（１１）式に代入し、更
にそれを（１０）式に代入することにより、変形抵抗変
化と張力変化との関係は（１３）式のように表されるこ
とになる。
【００２９】 ｔ1 −ｔm1＝ＫA ｛１／（Ｍ・Ａzm）｝（Ｐm ／ｋpm）（ｋp −ｋpm） …（１３） ただし、ＫA は被圧延材断面積変化率と張力変化との関
係を表す定数である。
係を表す定数である。
【００３０】（９）式の右辺第３項の｛Δｋpm（ｔ1 −
ｔm1）−ｔm1（Δｋp −Δｋpm）｝に（１３）式を代入
することにより（１４）式が得られる。
ｔm1）−ｔm1（Δｋp −Δｋpm）｝に（１３）式を代入
することにより（１４）式が得られる。
【００３１】 Δｋpm（ｔ1 −ｔm1）−ｔm1（Δｋp −Δｋpm） ＝Ｐpm・ＫA ｛１／（Ｍ・Ａzm）｝（Ｐm ／ｋpm）（ｋp −ｋpm） −ｔm1（Δｋp −Δｋpm） …（１４） （１４）式において、（ｋp −ｋpm）と（Δｋp −Δｋ
pm）とは同一値になるため、これをδｋp とおけば、
（１４）式は（１５）式のように表すことができる。
pm）とは同一値になるため、これをδｋp とおけば、
（１４）式は（１５）式のように表すことができる。
【００３２】 Δｋpm（ｔ1 −ｔm1）−ｔm1（Δｋp −Δｋpm） ＝｛ｋpm・ＫA （１／（Ｍ・Ａzm））（Ｐm ／ｋpm）−ｔm1｝δｋp …（１５） （１５）式において、Ｐm ／Ｍは（１２）式から被圧延
材断面積記憶値Ａzmに等しいため、更に変形することに
より（１６）式が得られる。
材断面積記憶値Ａzmに等しいため、更に変形することに
より（１６）式が得られる。
【００３３】 Δｋpm（ｔ1 −ｔm1）−ｔm1（Δｋp −Δｋpm） ＝（ＫA −ｔm1）・δｋp …（１６） （１６）式において、ＫA は、既に述べたように被圧延
材断面積変化率と張力変化との関係を表す定数であっ
て、これは記憶タイミングにおいてスタンド間張力に等
しい値を持つため、（１６）式の値は、たとえ変形抵抗
ｋpが変化しても常に零となる。
材断面積変化率と張力変化との関係を表す定数であっ
て、これは記憶タイミングにおいてスタンド間張力に等
しい値を持つため、（１６）式の値は、たとえ変形抵抗
ｋpが変化しても常に零となる。
【００３４】ここで得られた結果を（９）式に適用する
と、スタンド間張力ｔ1 は（１７）式で表される。
と、スタンド間張力ｔ1 は（１７）式で表される。
【００３５】 ｔ1 ＝｛Ｇm1 2 ／（Ｇ01・ｋ2 ＋Ｇ02・ｋ1 ）｝ ×｛（Ｇ2 ／Ｇ1 ）−（Ｇm2／Ｇm1）｝＋ｔm1 …（１７） ただし、 Ｇm2 ： 下流側圧延機２の圧延トルク記憶値 Ｇm1 ： 上流側圧延機１の圧延トルク記憶値 ｔm1 ： 圧延トルク比を記憶したタイミングにおけ
るスタンド間張力記憶値 ｔ1 ： スタンド間張力 Ｇ01 ： 下流側圧延機２に噛込む直前の無張力時の
上流側圧延機１の圧延トルク Ｇ1 ： 下流側圧延機２に噛込んだ後の上流側圧延
機１の圧延トルク ｋ1 ： 上流側圧延機１の定数 α ： 変形抵抗とトルク変動の影響を表す定数 Ｇ02 ： 下流側圧延機２の無張力圧延トルク Ｇ2 ： 下流側圧延機２の圧延トルク ｋ2 ： 下流側圧延機２の定数 （１７）式から明らかなように、圧延トルク比（Ｇ2 ／
Ｇ1 ）を圧延トルク比記憶値（Ｇm2／Ｇm1）の値に維持
すれば、ｔ1 ＝ｔm1となって、張力変動を抑えることが
できる。
るスタンド間張力記憶値 ｔ1 ： スタンド間張力 Ｇ01 ： 下流側圧延機２に噛込む直前の無張力時の
上流側圧延機１の圧延トルク Ｇ1 ： 下流側圧延機２に噛込んだ後の上流側圧延
機１の圧延トルク ｋ1 ： 上流側圧延機１の定数 α ： 変形抵抗とトルク変動の影響を表す定数 Ｇ02 ： 下流側圧延機２の無張力圧延トルク Ｇ2 ： 下流側圧延機２の圧延トルク ｋ2 ： 下流側圧延機２の定数 （１７）式から明らかなように、圧延トルク比（Ｇ2 ／
Ｇ1 ）を圧延トルク比記憶値（Ｇm2／Ｇm1）の値に維持
すれば、ｔ1 ＝ｔm1となって、張力変動を抑えることが
できる。
【００３６】張力制御手段として、たとえば比例・積分
型（ＰＩ型）の制御装置を想定すれば、上流側または下
流側の圧延機の速度修正量ΔＮR は次式となる。
型（ＰＩ型）の制御装置を想定すれば、上流側または下
流側の圧延機の速度修正量ΔＮR は次式となる。
【００３７】 ΔＮR ＝｛（１＋Ｔ2 ・ｓ）／（Ｔ1 ・ｓ）｝・Δｔ1 …（１８） ただし、ｓはラプラス演算子、Ｔ1 およびＴ2 は定数で
ある。
ある。
【００３８】
【実施例】図１は本発明による張力制御装置の一実施例
を示すものである。
を示すものである。
【００３９】図１の制御装置は、被圧延材Ｚを上流側圧
延機１および下流側圧延機２に順次通して圧延する連続
圧延機に適用される。すでに述べたように、上流側圧延
機１は速度制御装置（ＡＳＲ）５により電動機（Ｍ）３
を介して制御され、下流側圧延機２は速度制御装置（Ａ
ＳＲ）６により電動機４を介して制御される。電動機
３，４に付設された圧延トルク検出器（ＴＤ）７，８に
より圧延機１，２の圧延トルクＧ1 ，Ｇ2 が検出され
る。トルク検出の原理は、電動機軸に取り付けた歪ゲー
ジによるものであってもよいし、電動機の負荷トルクか
ら加減速トルクを差し引いて求める方式のものであって
もよい。
延機１および下流側圧延機２に順次通して圧延する連続
圧延機に適用される。すでに述べたように、上流側圧延
機１は速度制御装置（ＡＳＲ）５により電動機（Ｍ）３
を介して制御され、下流側圧延機２は速度制御装置（Ａ
ＳＲ）６により電動機４を介して制御される。電動機
３，４に付設された圧延トルク検出器（ＴＤ）７，８に
より圧延機１，２の圧延トルクＧ1 ，Ｇ2 が検出され
る。トルク検出の原理は、電動機軸に取り付けた歪ゲー
ジによるものであってもよいし、電動機の負荷トルクか
ら加減速トルクを差し引いて求める方式のものであって
もよい。
【００４０】以上のように構成された上流側圧延機１お
よび下流側圧延機２からなる連続圧延機において、両圧
延機１，２間における被圧延材Ｚの張力を制御するため
に、張力制御装置１０により上流側圧延機１を制御する
場合の実施例について説明する。
よび下流側圧延機２からなる連続圧延機において、両圧
延機１，２間における被圧延材Ｚの張力を制御するため
に、張力制御装置１０により上流側圧延機１を制御する
場合の実施例について説明する。
【００４１】張力制御装置１０は、別途与えられる目標
張力ｔref1、圧延トルク検出器７によって検出された上
流側圧延機１の圧延トルクＧ1、および圧延トルク検出
器８によって検出された下流側圧延機２の圧延トルクＧ
2 を入力とし、上流側圧延機１の速度修正量ΔＮ1 を演
算によって求め、これにより速度制御装置５および駆動
電動機３を介して上流側圧延機１の回転速度を制御しス
タンド間張力ｔ1 を制御する。
張力ｔref1、圧延トルク検出器７によって検出された上
流側圧延機１の圧延トルクＧ1、および圧延トルク検出
器８によって検出された下流側圧延機２の圧延トルクＧ
2 を入力とし、上流側圧延機１の速度修正量ΔＮ1 を演
算によって求め、これにより速度制御装置５および駆動
電動機３を介して上流側圧延機１の回転速度を制御しス
タンド間張力ｔ1 を制御する。
【００４２】張力制御装置１０は、圧延トルク比演算装
置１１、第１の演算器１２、第２の演算器１３、張力演
算装置１４、速度修正量演算装置１５、メモリ１６〜１
９、減算器２０〜２３、およびスイッチ３０〜３４から
なっている。
置１１、第１の演算器１２、第２の演算器１３、張力演
算装置１４、速度修正量演算装置１５、メモリ１６〜１
９、減算器２０〜２３、およびスイッチ３０〜３４から
なっている。
【００４３】圧延トルク比演算装置１１は、圧延トルク
検出器７，８によって検出された両圧延トルクＧ1 ，Ｇ
2 を入力とし、圧延トルク比λ＝Ｇ2 ／Ｇ1 を算出す
る。この圧延トルク比λは、減算器２１に被減数として
入力されると共に、圧延トルク比記憶タイミングにおい
て瞬間的に閉じるスイッチ３０を介してメモリ１６に記
憶される。メモリ１６に記憶された圧延トルク比λm は
減算器２１の減数として入力され、従って、減算器２１
は現在の圧延トルク比λと記憶された圧延トルク比λm
との差（＝圧延トルク比偏差）Δλ＝λ−λm を算出し
て、それを張力演算装置１４に送出する。
検出器７，８によって検出された両圧延トルクＧ1 ，Ｇ
2 を入力とし、圧延トルク比λ＝Ｇ2 ／Ｇ1 を算出す
る。この圧延トルク比λは、減算器２１に被減数として
入力されると共に、圧延トルク比記憶タイミングにおい
て瞬間的に閉じるスイッチ３０を介してメモリ１６に記
憶される。メモリ１６に記憶された圧延トルク比λm は
減算器２１の減数として入力され、従って、減算器２１
は現在の圧延トルク比λと記憶された圧延トルク比λm
との差（＝圧延トルク比偏差）Δλ＝λ−λm を算出し
て、それを張力演算装置１４に送出する。
【００４４】スイッチ３１は被圧延材Ｚの先端が下流側
圧延機２に噛み込む直前に瞬間的に閉じるスイッチであ
って、メモリ１７はこのスイッチ３１を介して、被圧延
材Ｚの先端が下流側圧延機２に噛み込む直前の上流側圧
延機１の圧延トルクを無張力圧延トルクＧ01として記憶
する。メモリ１７に記憶されたこの無張力圧延トルクＧ
01は張力演算装置１４に送出されると共に、減算器２０
に被減数として入力される。減算器２０には減数として
現在の圧延トルクＧ1 が入力される。かくして記憶され
た無張力圧延トルクＧ01と現在の圧延トルクＧ1 との差
（＝圧延トルク変化）ΔＧ1 ＝Ｇ01−Ｇ1 が減算器２０
によって演算され、その圧延トルク変化ΔＧ1 は第１の
演算器１２に導入される。
圧延機２に噛み込む直前に瞬間的に閉じるスイッチであ
って、メモリ１７はこのスイッチ３１を介して、被圧延
材Ｚの先端が下流側圧延機２に噛み込む直前の上流側圧
延機１の圧延トルクを無張力圧延トルクＧ01として記憶
する。メモリ１７に記憶されたこの無張力圧延トルクＧ
01は張力演算装置１４に送出されると共に、減算器２０
に被減数として入力される。減算器２０には減数として
現在の圧延トルクＧ1 が入力される。かくして記憶され
た無張力圧延トルクＧ01と現在の圧延トルクＧ1 との差
（＝圧延トルク変化）ΔＧ1 ＝Ｇ01−Ｇ1 が減算器２０
によって演算され、その圧延トルク変化ΔＧ1 は第１の
演算器１２に導入される。
【００４５】第１の演算器１２は圧延トルク変化ΔＧ1
を定数ｋ1 で除して第１のスタンド間張力ｔ11（＝ΔＧ
1 ／ｋ1 ）を演算する。この第１のスタンド間張力ｔ11
は、第２の演算器１３に入力されると共に、瞬間的に閉
じるスイッチ３２を介してメモリ１８に記憶され、ま
た、スイッチ３４を介して減算器２３に減数として入力
される。第２の演算器１３は、第１の演算器１２によっ
て算出された第１のスタンド間張力ｔ11に定数ｋ2 を乗
じて、スタンド間張力による下流側圧延機２の圧延トル
ク変化ΔＧt ＝ｔ11・ｋ2を演算し、それを減算器２２
に減数として与える。減算器２２には、被減数として下
流側圧延機２の現在の圧延トルクＧ2 が入力される。減
算器２２は、両入力の差（Ｇ2 −ΔＧt ）を求め、それ
を下流側圧延機２の無張力圧延トルクＧ02として出力す
る。この無張力圧延トルクＧ02は、瞬間的に閉じるスイ
ッチ３３を介してメモリ１９に記憶される。メモリ１８
に記憶されたスタンド間張力ｔ11はスタンド間張力記憶
値ｔm1として、メモリ１９に記憶された下流側圧延機２
の無張力圧延トルクＧ02と共に張力演算装置１４に入力
される。
を定数ｋ1 で除して第１のスタンド間張力ｔ11（＝ΔＧ
1 ／ｋ1 ）を演算する。この第１のスタンド間張力ｔ11
は、第２の演算器１３に入力されると共に、瞬間的に閉
じるスイッチ３２を介してメモリ１８に記憶され、ま
た、スイッチ３４を介して減算器２３に減数として入力
される。第２の演算器１３は、第１の演算器１２によっ
て算出された第１のスタンド間張力ｔ11に定数ｋ2 を乗
じて、スタンド間張力による下流側圧延機２の圧延トル
ク変化ΔＧt ＝ｔ11・ｋ2を演算し、それを減算器２２
に減数として与える。減算器２２には、被減数として下
流側圧延機２の現在の圧延トルクＧ2 が入力される。減
算器２２は、両入力の差（Ｇ2 −ΔＧt ）を求め、それ
を下流側圧延機２の無張力圧延トルクＧ02として出力す
る。この無張力圧延トルクＧ02は、瞬間的に閉じるスイ
ッチ３３を介してメモリ１９に記憶される。メモリ１８
に記憶されたスタンド間張力ｔ11はスタンド間張力記憶
値ｔm1として、メモリ１９に記憶された下流側圧延機２
の無張力圧延トルクＧ02と共に張力演算装置１４に入力
される。
【００４６】張力演算装置１４は（１７）式に従って第
２のスタンド間張力ｔ12を演算し、それを瞬間的に閉じ
るスイッチ３５を介して減算器２３に減数として与え
る。減算器２３は、スイッチ３４，３５のオンオフ状態
に応じて目標張力ｔref1と第１の演算器１２によって算
出された第１のスタンド間張力演算値ｔ11または張力演
算装置１４によって算出された第２のスタンド間張力演
算値ｔ12との差すなわちスタンド間張力偏差Δｔ1 を、 Δｔ1 ＝ｔref1−ｔ11（または、ｔref1−ｔ12） …（１６） として演算する。
２のスタンド間張力ｔ12を演算し、それを瞬間的に閉じ
るスイッチ３５を介して減算器２３に減数として与え
る。減算器２３は、スイッチ３４，３５のオンオフ状態
に応じて目標張力ｔref1と第１の演算器１２によって算
出された第１のスタンド間張力演算値ｔ11または張力演
算装置１４によって算出された第２のスタンド間張力演
算値ｔ12との差すなわちスタンド間張力偏差Δｔ1 を、 Δｔ1 ＝ｔref1−ｔ11（または、ｔref1−ｔ12） …（１６） として演算する。
【００４７】速度修正量演算装置１５はスタンド間張力
偏差Δｔ1 を入力し、これをゼロとすべく上流側圧延機
１の速度修正量ΔＮ1 を演算し、それを速度制御装置５
に操作量として与える。
偏差Δｔ1 を入力し、これをゼロとすべく上流側圧延機
１の速度修正量ΔＮ1 を演算し、それを速度制御装置５
に操作量として与える。
【００４８】以下、図１の装置の作用を、図２を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００４９】被圧延材Ｚの先端が下流側圧延機２に噛込
む直前の「上流側圧延機１の無張力圧延トルク記憶タイ
ミング（θ1 ）」において、スイッチ３１が瞬間的に閉
じ、上流側圧延機１の圧延トルクＧ1 を無張力圧延トル
クＧ01としてメモリ１７に記憶させる（ステップ１０
１）。
む直前の「上流側圧延機１の無張力圧延トルク記憶タイ
ミング（θ1 ）」において、スイッチ３１が瞬間的に閉
じ、上流側圧延機１の圧延トルクＧ1 を無張力圧延トル
クＧ01としてメモリ１７に記憶させる（ステップ１０
１）。
【００５０】次に、被圧延材Ｚの先端が下流側圧延機２
に噛込み、圧延が安定した「下流側圧延機２の無張力圧
延トルク記憶タイミング（θ2 ）」において、スイッチ
３３を瞬間的に閉じ、減算器２３によって算出された下
流側圧延機２の無張力圧延トルクＧ02をメモリ１９に記
憶させる（ステップ１０２）。また、スイッチ３４が閉
じ、スタンド間目標張力ｔref1と第１のスタンド間張力
演算値ｔ11との差を減算器２３によりスタンド間張力偏
差Δｔ1 ＝ｔref1−ｔ11を演算し、それを速度修正量演
算装置１５に与える。
に噛込み、圧延が安定した「下流側圧延機２の無張力圧
延トルク記憶タイミング（θ2 ）」において、スイッチ
３３を瞬間的に閉じ、減算器２３によって算出された下
流側圧延機２の無張力圧延トルクＧ02をメモリ１９に記
憶させる（ステップ１０２）。また、スイッチ３４が閉
じ、スタンド間目標張力ｔref1と第１のスタンド間張力
演算値ｔ11との差を減算器２３によりスタンド間張力偏
差Δｔ1 ＝ｔref1−ｔ11を演算し、それを速度修正量演
算装置１５に与える。
【００５１】次はステップ１０３である。圧延トルクＧ
01およびＧ02が記憶されたタイミングから所定時間後の
「圧延トルク比記憶タイミング（θ3 ）」において、ス
イッチ３０が瞬間的に閉じ、圧延トルク比演算装置１１
によって算出された圧延トルク比λをメモリ１６に記憶
させる。また、スイッチ３２が瞬間的に閉じ、第１の演
算器１２によって算出された第１のスタンド間張力演算
値ｔ11をメモリ１８に記憶させる。その後、張力演算装
置１４は、減算器２１によって算出された圧延トルク比
偏差Δλ（＝（Ｇ2 ／Ｇ1 ）−（Ｇm2／Ｇm1））、メモ
リ１７に記憶された上流側圧延機１の無張力圧延トルク
Ｇ01、メモリ１８に記憶された第１のスタンド間張力演
算値ｔm1、およびメモリ１９に記憶された下流側圧延機
２の無張力圧延トルクＧ02に基づいてスタンド間張力ｔ
1 を（１７）式に従って演算し、その演算結果を第２の
スタンド間張力演算値ｔ12として出力する。このタイミ
ングでスイッチ３４を開き、スイッチ３５を閉じて、張
力偏差の演算に使用する演算張力を第２のスタンド間張
力演算値ｔ12に切り換える。減算器２３はいまやスタン
ド間目標張力ｔref1と第２のスタンド間張力演算値ｔ12
とに基づいてスタンド間張力偏差Δｔ1 ＝ｔref1−ｔ12
を算出し、それを速度修正量演算装置１５に与える。速
度修正量演算装置１５はスタンド間張力偏差Δｔ1 を入
力し、例えば（１８）式で表されるような比例・積分
（ＰＩ）演算を行い、上流側圧延機１の速度制御装置５
に出力する。
01およびＧ02が記憶されたタイミングから所定時間後の
「圧延トルク比記憶タイミング（θ3 ）」において、ス
イッチ３０が瞬間的に閉じ、圧延トルク比演算装置１１
によって算出された圧延トルク比λをメモリ１６に記憶
させる。また、スイッチ３２が瞬間的に閉じ、第１の演
算器１２によって算出された第１のスタンド間張力演算
値ｔ11をメモリ１８に記憶させる。その後、張力演算装
置１４は、減算器２１によって算出された圧延トルク比
偏差Δλ（＝（Ｇ2 ／Ｇ1 ）−（Ｇm2／Ｇm1））、メモ
リ１７に記憶された上流側圧延機１の無張力圧延トルク
Ｇ01、メモリ１８に記憶された第１のスタンド間張力演
算値ｔm1、およびメモリ１９に記憶された下流側圧延機
２の無張力圧延トルクＧ02に基づいてスタンド間張力ｔ
1 を（１７）式に従って演算し、その演算結果を第２の
スタンド間張力演算値ｔ12として出力する。このタイミ
ングでスイッチ３４を開き、スイッチ３５を閉じて、張
力偏差の演算に使用する演算張力を第２のスタンド間張
力演算値ｔ12に切り換える。減算器２３はいまやスタン
ド間目標張力ｔref1と第２のスタンド間張力演算値ｔ12
とに基づいてスタンド間張力偏差Δｔ1 ＝ｔref1−ｔ12
を算出し、それを速度修正量演算装置１５に与える。速
度修正量演算装置１５はスタンド間張力偏差Δｔ1 を入
力し、例えば（１８）式で表されるような比例・積分
（ＰＩ）演算を行い、上流側圧延機１の速度制御装置５
に出力する。
【００５２】被圧延材Ｚの尾端が上流側圧延機１を抜け
る「制御終了タイミング（θ4 ）」において、速度修正
量演算装置１５は上流側圧延機１の速度修正量ΔＮ1 を
ゼロにクリアし、スイッチ３０、３１、３２、３３、３
４および３５をすべて開き、メモリ１６、１７、１８お
よび１９の内容をすべてクリア（リセット）して、次の
圧延工程に備える（ステップ１０３）。
る「制御終了タイミング（θ4 ）」において、速度修正
量演算装置１５は上流側圧延機１の速度修正量ΔＮ1 を
ゼロにクリアし、スイッチ３０、３１、３２、３３、３
４および３５をすべて開き、メモリ１６、１７、１８お
よび１９の内容をすべてクリア（リセット）して、次の
圧延工程に備える（ステップ１０３）。
【００５３】以上述べたように、本発明は圧延材料の流
れの方向に隣接する２台の圧延機の圧延トルク比の変化
からスタンド間張力を演算するようにしたため、１台の
圧延機の圧延トルクの変化に基づいて行う従来の補償方
式では困難であった被圧延材の変形抵抗変動に伴う圧延
トルク変動を除去することができるようになる。そのた
め、被圧延材の全長にわたる張力制御を良好に行うこと
が可能となり、製品寸法精度を向上させ圧延操業を安定
させることができる。
れの方向に隣接する２台の圧延機の圧延トルク比の変化
からスタンド間張力を演算するようにしたため、１台の
圧延機の圧延トルクの変化に基づいて行う従来の補償方
式では困難であった被圧延材の変形抵抗変動に伴う圧延
トルク変動を除去することができるようになる。そのた
め、被圧延材の全長にわたる張力制御を良好に行うこと
が可能となり、製品寸法精度を向上させ圧延操業を安定
させることができる。
【００５４】従来の圧延荷重と圧延トルクを入力してス
タンド間張力を演算するものとは異なり、本発明によれ
ば圧延荷重信号が不要になるため、荷重計の取付けが困
難な圧延機のスタンド間張力を制御することができる。
また、荷重計が故障した場合には、従来の装置は制御不
能になるが、本発明の装置は制御を続行することができ
る。
タンド間張力を演算するものとは異なり、本発明によれ
ば圧延荷重信号が不要になるため、荷重計の取付けが困
難な圧延機のスタンド間張力を制御することができる。
また、荷重計が故障した場合には、従来の装置は制御不
能になるが、本発明の装置は制御を続行することができ
る。
【００５５】上述の実施例では、圧延トルク比をＧ2 ／
Ｇ1 と定義したが、その逆数Ｇ1 ／Ｇ2 を用いても同様
の作用・効果を奏しうることは明らかである。
Ｇ1 と定義したが、その逆数Ｇ1 ／Ｇ2 を用いても同様
の作用・効果を奏しうることは明らかである。
【００５６】また、本発明の装置の主旨を変更しない範
囲でディジタル制御装置のロジックとして実現すること
も可能である。
囲でディジタル制御装置のロジックとして実現すること
も可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、圧
延トルク情報のみで被圧延材の全長にわたる、より的確
なスタンド間張力制御を実現することができ、被圧延材
の寸法精度を向上させ、さらに圧延操業が容易になるた
め歩留まりを向上させることができる。
延トルク情報のみで被圧延材の全長にわたる、より的確
なスタンド間張力制御を実現することができ、被圧延材
の寸法精度を向上させ、さらに圧延操業が容易になるた
め歩留まりを向上させることができる。
【図１】本発明による連続圧延機の制御装置の一実施例
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図２】図１の張力制御装置の作用を説明するための説
明図。
明図。
【図３】従来の制御装置の概略ブロック図。
１ 上流側圧延機 ２ 下流側圧延機 ３、４ 電動機（Ｍ） ５、６ 速度制御装置（ＡＳＲ） ７、８ 圧延トルク検出器（ＴＤ） １０ 張力制御装置 １１ 圧延トルク比演算装置 １２ 第１の演算器 １３ 第２の演算器 １４ 張力演算装置 １５ 速度修正量演算装置 １６、１７、１８、１９ メモリ ２０、２１、２２、２３ 減算器 ３０、３１、３２、３３、３４ スイッチ
Claims (2)
- 【請求項１】タンデム配置された２スタンド間において
被圧延材の張力を制御する連続圧延機の制御装置におい
て、 両圧延機の各圧延トルクを検出するトルク検出手段と、
このトルク検出手段によって検出された両圧延トルクの
比と予め測定し記憶していた圧延トルクの比との差に基
づいてスタンド間張力を演算する張力演算手段と、この
張力演算手段によって算出された張力が所定の目標張力
となるように少なくとも一方の圧延機の駆動速度を修正
する速度修正手段とを備えたことを特徴とする連続圧延
機の制御装置。 - 【請求項２】前記張力演算手段は、上流側圧延機の圧延
トルク記憶値をＧm1、下流側圧延機の圧延トルク記憶値
をＧm2、圧延トルク比を記憶したタイミングにおけるス
タンド間張力記憶値をｔm1、下流側圧延機に噛込む直前
の無張力時の上流側圧延機の圧延トルクをＧ01、下流側
圧延機への噛込み後の上流側圧延機の圧延トルクを
Ｇ1 、上流側圧延機の定数をｋ1 、変形抵抗とトルク変
動の影響を表す定数をα、下流側圧延機の無張力圧延ト
ルクをＧ02、下流側圧延機の圧延トルクをＧ2 、下流側
圧延機の定数をｋ2 として、スタンド間張力ｔ1 を、 ｔ1 ＝｛Ｇm1 2 ／（Ｇ01・ｋ2 ＋Ｇ02・ｋ1 ）｝ ×｛（Ｇ2 ／Ｇ1 ）−（Ｇm2／Ｇm1）｝＋ｔm1 なる式を用いて演算することを特徴とする、請求項１に
記載の連続圧延機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3308918A JP2839775B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 連続圧延機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3308918A JP2839775B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 連続圧延機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138223A JPH05138223A (ja) | 1993-06-01 |
| JP2839775B2 true JP2839775B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=17986844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3308918A Expired - Lifetime JP2839775B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 連続圧延機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839775B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013220465A (ja) * | 2012-04-19 | 2013-10-28 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 圧延機の制御装置 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP3308918A patent/JP2839775B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05138223A (ja) | 1993-06-01 |
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