JP3437415B2

JP3437415B2 - 連続圧延機の制御装置

Info

Publication number: JP3437415B2
Application number: JP20049297A
Authority: JP
Inventors: 健太郎矢野; 賢一北岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1147813A

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、連続圧延ライン
における連続圧延機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来の連続圧延機の制御装置を
示す構成図である。図１５において、１は被圧延材、２
は圧延ロールで、連続圧延機の第ｎ番目のスタンドであ
る。３は第（ｎ＋１）番目のスタンドの圧延ロール、４
はルーパ、５はロールモータで、圧延ロール２を回転さ
せる。６はロールモータ５の速度制御手段、７はルーパ
モータ、８はルーパモータ７の速度制御手段、９は被圧
延材１の張力を検出する張力検出手段、１０はルーパ４
の角度を検出するルーパ角度検出手段、１１は演算手
段、１２は張力制御手段、１３はルーパ角度制御手段、
１４、１５は加算器である。

【０００３】次に動作について説明する。図１５におい
て、被圧延材１の張力制御は、圧延速度を決定している
圧延ロール２を駆動しているロールモータ５の速度制御
と、ルーパ４の高さを制御しているルーパモータ７の速
度制御により行われる。また、圧延ロール２、３間に伸
張された被圧延材１はルーパ４によって支持されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の連続圧延機の制
御装置は以上のように構成されているので、張力制御系
と角度制御系との間に相互干渉が存在し、同時に被圧延
材の張力とルーパ角度とを制御するのが困難であるた
め、過大なループや過大な張力が発生して被圧延材の板
圧や板幅が不均一になったり、表面に傷が付いたりする
という問題点があった。

【０００５】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、被圧延材の速度に変動が生じて
も被圧延材の張力及びルーパ角度を適正に維持すること
で安全に通板でき、かつ製品の品質低下を防ぐことので
きる連続圧延機の制御装置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】請求項１に係わる連続圧
延機の制御装置は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧
延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御し
てルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置にお
いて、被圧延材の目標張力と実張力との偏差張力から張
力制御手段によりロール速度基準を生成し、モデル演算
手段によりロール速度基準を意図的に変えて張力検出手
段により被圧延材の実張力を検出して、ロール速度基準
による被圧延材の張力に対する影響をモデル化し、ロー
ルモータの速度を制御するようにしたものである。

【０００７】請求項２に係わる連続圧延機の制御装置
は、モデルを基に張力制御手段の制御定数を補償するよ
うにしたものである。

【０００８】請求項３に係わる連続圧延機の制御装置
は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧延材の張力を制
御し、ルーパモータの回転速度を制御してルーパ角度を
位置制御する連続圧延機の制御装置において、張力検出
手段により被圧延材の実張力を検出し、被圧延材の実張
力がルーパ角度に及ぼす影響をルーパトルク補償手段に
より補償するようにしたものである。

【０００９】請求項４に係わる連続圧延機の制御装置
は、ルーパ角度検出手段により検出されたルーパ角度に
応じてルーパトルク補償手段の制御定数を補償するよう
にしたものである。

【００１０】請求項５に係わる連続圧延機の制御装置
は、モデル演算手段によりロール速度基準を意図的に変
えて張力検出手段により検出された実張力から、ロール
速度基準による被圧延材の張力に対する影響をモデル化
し、モデルを基にロール速度基準を補償してロールモー
タの速度を制御するようにしたものである。

【００１１】請求項６に係わる連続圧延機の制御装置
は、モデルを基に張力制御手段の制御定数を補償するよ
うにしたものである。

【００１２】請求項７に係わる連続圧延機の制御装置
は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧延材の張力を制
御し、ルーパモータの回転速度を制御してルーパ角度を
位置制御する連続圧延機の制御装置において、被圧延材
の実速度を被圧延材速度検出手段により検出し、被圧延
材の目標張力と実張力との偏差張力から張力制御手段に
よりロール速度基準を生成し、ロール速度基準と実速度
との差に応じて速度制御手段によりロールモータを制御
するようにしたものである。

【００１３】請求項８に係わる連続圧延機の制御装置
は、モデル演算手段によりロール速度基準を意図的に変
えてロール速度基準による被圧延材の実速度に対する影
響をモデル化し、速度制御手段の制御定数を補償するよ
うにしたものである。

【００１４】請求項９に係わる連続圧延機の制御装置
は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧延材の張力を制
御し、ルーパモータの回転速度を制御してルーパ角度を
位置制御する連続圧延機の制御装置において、ルーパの
目標角度とルーパ角度検出手段により検出したルーパの
実角度との偏差角度からルーパ角度制御手段により角度
基準を生成し、モデル演算手段により角度基準を意図的
に変えてルーパ角度検出手段により検出されたルーパ角
度から、角度基準によるルーパ角度に対する影響をモデ
ル化し、モデルを基にルーパ角度制御手段の制御定数を
を補償してルーパモータを制御するようにしたものであ
る。

【００１５】請求項１０に係わる連続圧延機の制御装置
は、張力検出手段により被圧延材の実張力を検出し、被
圧延材の実張力がルーパのルーパ角度に及ぼす影響をル
ーパトルク補償手段により補償し、ルーパ角度検出手段
によりルーパモータの回転速度を検出し、モデルを基に
角度基準と回転速度と実張力とからルーパトルク補償手
段の補償値を補償するようにしたものである。

【００１６】請求項１１に係わる連続圧延機の制御装置
は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧延材の張力を制
御し、ルーパモータの回転速度を制御してルーパ角度を
位置制御する連続圧延機の制御装置において、被圧延材
の目標張力と張力検出手段により検出した実張力との偏
差張力から張力制御手段によりロール速度基準を生成
し、ルーパ角度検出手段によりルーパモータの回転速度
を検出し、速度補償手段により補償値を演算して回転速
度に応じてロール速度基準を補償するようにしたもので
ある。

【００１７】請求項１２に係わる連続圧延機の制御装置
は、ルーパモータの回転数が被圧延材の実張力に及ぼす
影響を制御定数演算手段により演算し、速度補償手段の
補償値を補償するようにしたものである。

【００１８】請求項１３に係わる連続圧延機の制御装置
は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧延材の張力を制
御し、ルーパモータの回転速度を制御してルーパ角度を
位置制御する連続圧延機の制御装置において、被圧延材
の目標張力と張力検出手段により検出した実張力との偏
差張力から張力制御手段によりロール速度基準を生成
し、ルーパ角度検出手段によりルーパモータの回転速度
を検出し、速度補償手段により回転速度に応じてロール
速度基準を補償し、モデル演算手段によりロール速度基
準を意図的に変えてロール速度基準による被圧延材の張
力に対する影響をモデル化し、モデル演算手段によるモ
デルと実張力と回転速度とから制御定数演算手段により
速度補償手段の補償値を補償するようにしたものであ
る。

【００１９】請求項１４に係わる連続圧延機の制御装置
は、被圧延材の圧延速度を制御して被圧延材の張力を制
御し、ルーパモータの回転速度を制御してルーパ角度を
位置制御する連続圧延機の制御装置において、ルーパの
目標角度とルーパ角度検出手段により検出したルーパの
実角度との偏差角度からルーパ角度制御手段により角度
基準を生成し、モデル演算手段により角度基準を意図的
に変えてルーパ角度検出手段により検出されたルーパ角
度から、角度基準によるルーパ角度に対する影響をモデ
ル化し、モデルを基にルーパ角度制御手段の制御定数を
補償してルーパモータを制御し、張力検出手段により被
圧延材の実張力を検出し、実張力がルーパのルーパ角度
に及ぼす影響をルーパトルク補償手段により補償し、ル
ーパ角度検出手段によりルーパモータの回転速度を検出
し、速度補償手段により補償値を演算して回転速度に応
じてロール速度基準を補償し、実張力と回転速度と角度
基準とルーパ角度とからルーパトルク補償手段の補償値
を補償し、ルーパの回転速度からルーパ速度補償手段の
補償値を補償するようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は実施の形態１の構成図である。図
１において、１６は被圧延材、１７は前段の圧延スタン
ドの圧延ロール、１８は後段の圧延スタンドの圧延ロー
ル、１９はロールモータで圧延ロール１７を回転させ
る。２０は速度制御手段で、ロールモータ１９の速度を
制御する。２１はルーパロールで、被圧延材１６と当接
する。２２はルーパ軸で、後述のルーパモータ２４によ
りルーパ角度θが制御される。なお、ルーパロール２１
とルーパ軸２２とでルーパ２３を構成している。２４は
ルーパモータ、２５はルーパ角度検出器で、ルーパ２３
のルーパ角度を検出する。２６は速度制御手段で、ルー
パモータ２４の速度を制御する。

【００２１】２７は主演算手段で、ロール速度基準２７
ａ及びルーパトルク基準２７ｂを出力する。２８は張力
検出手段で、被圧延材１６の張力を検出する。２９は被
圧延材１６の張力を目標張力に制御するためのロール速
度基準２９ａを出力する張力制御手段、３０はルーパ２
３のルーパ角度を目標角度に制御するためのルーパトル
ク基準３０ａを出力するルーパ角度制御手段、３１は減
算器で、圧延製品に応じた目標張力３２から実張力３３
を減算して偏差張力３１ａを張力制御手段２９へ出力す
る。

【００２２】３４は減算器で、目標角度３５からルーパ
角度検出手段２５が検出した実角度３６を減算して偏差
角度をルーパ角度制御手段３０へ出力する。３７はモデ
ル演算手段で、例えばステップ状に意図的に変化するロ
ール速度基準を３７ａを出力して張力検出手段２８によ
り被圧延材１６の張力を検出し、制御対象のモデルを作
成する。３８は加算器で、主演算手段２７及びモデル演
算手段３７からの各ロール速度基準２７ａ、３７ａを加
算して速度制御手段２０へ出力する。

【００２３】次に動作について説明する。図１におい
て、圧延ロール１７、１８間に伸張された被圧延材１６
はルーパ２３で支えられている。そして、ルーパ角度検
出手段２５で検出されたルーパモータ２４の実角度３６
を減算器３４へフィードバックする。減算器３４では目
標角度３５から実角度３６を減算して出力する。そし
て、ルーパ角度制御手段３０により設定されたルーパト
ルク基準３０ａ及び張力制御手段２９により設定された
ロール速度基準２９ａにより、主演算手段２７から適正
なルーパトルク基準２７ｂを速度制御手段２６へ出力す
る。これにより、速度制御手段２６はルーパトルク基準
２７ｂに従ってルーパモータ２４の速度制御をして、ル
ーパ２３のルーパ角度の制御を行う。減算器３１では目
標張力３２から実張力３３を減算して偏差張力３１ａを
出力する。そして、張力制御手段２９により設定された
ロール速度基準２９ａ及びルーパ角度制御手段３０によ
り設定されたルーパトルク基準３０ａにより、主演算手
段２７から適正なロール速度基準２７ａを速度制御手段
２０へ出力する。これにより速度制御手段２０はロール
速度基準２７ａによりロールモータ１９の速度制御を行
う。

【００２４】ここで、モデル演算手段３７から例えばス
テップ状のロール速度基準３７ａを出力する。そして、
加算器３８で主演算手段２７からのロール速度基準２７
ａと、モデル演算手段３７からのロール速度基準３７ａ
とを加算してロールモータ１９のロール速度基準を変化
させる。この結果を張力検出手段２８で実張力３３を検
出してモデル演算手段３７へ入力し、ロールモータ１９
のロール速度基準と被圧延材１６の実張力３３との関係
をモデル化する。なお、ロールモータ１９のロール速度
基準が与えられてから被圧延材１６の張力が発生するま
での伝達関数は一次遅れとして近似することができる。
従って、採取したデータよりその時定数とゲイン値を得
ることで、対象としている部分のモデルを得ることがで
きる。

【００２５】以上のように、モデル演算手段３７により
ロールモータ１９のロール速度基準と被圧延材１６の実
張力３３との関係をモデル化したことにより、制御対象
の圧延ロール１７と被圧延材１６との関係を把握するこ
とができるので、安定した制御を行うことができる。

【００２６】なお、加算器３４から出力された偏差角度
によりルーパ角度制御手段３０からルーパトルク基準３
０ａを出力してルーパ角度の制御を行うものについて説
明したが、ルーパ角度制御手段３０からルーパ２３の回
転数基準を出力してルーパ角度の制御を行うようにして
も同様の効果を期待することができる。

【００２７】実施の形態２．図２は実施の形態２の構成
図である。図２において、１〜３６は実施の形態１のも
のと同様のものである。３９はモデル演算器で、例えば
ステップ状に変化するロール速度基準３９ａを出力し、
張力検出手段２８により検出された被圧延材１６の実張
力３３を取り込んで、ロールモータ１９のロール速度基
準と被圧延材１６の実張力３３との関係を演算してモデ
ル化し、後述の張力設定値演算手段４０へ出力する。４
０は張力設定値演算手段で、式（１）（２）により張力
制御手段２９の制御定数の設定値を演算する。Ｐ＝ωｔ・Ｔｍ／ｋｍ・ａ・・・・・（１）Ｔｉ＝ωｔ／４・・・・・（２）ここで、張力制御手段２９のゲインをＰ、積分定数をＴ
ｉとして、モデルで得られた時定数をＴｍ、ゲインをｋ
ｍとして張力制御の目標応答をωｔとする。ａは単位を
合わせるための換算計数である。

【００２８】次に動作について説明する。図２におい
て、ルーパモータ２３及びロールモータ１９の制御につ
いては実施の形態１のものと同様である。ここで、モデ
ル演算手段３９でモデル化した結果に基づいて張力設定
値演算手段４０で演算したゲインＰと積分定数Ｔｍとを
張力制御手段２９に設定する。

【００２９】以上のように、モデル演算手段３９により
ロールモータ１９のロール速度基準と被圧延材１６の実
張力３３との関係をモデル化し、モデルを使用して張力
設定値演算手段４０により張力制御手段２９の制御定数
の設定値を演算し、演算によるゲインＰと積分定数Ｔｉ
とを設定することにより、実際のプラントに適した制御
性能が得られる。

【００３０】実施の形態３．図３は実施の形態３の構成
図である。図３において、１〜３６は実施の形態１のも
のと同様のものである。４１はルーパトルク補償手段
で、張力検出手段２８が検出した実張力３３によりトル
ク補償信号４１ａを出力する。

【００３１】次に動作について説明する。図１におい
て、圧延ロール１７、１８間に伸張された被圧延材１６
はルーパ２３で支えられている。そして、ルーパ角度検
出手段２５で検出された実角度３６を加算器３４へフィ
ードバックする。減算器３４では目標角度３５から実角
度３６を減算して出力する。また、張力検出手段２８で
検出された被圧延材１６の実張力３３を減算器３１へフ
ィードバックする。減算器３１では目標張力３２から実
張力３３を減算して出力する。

【００３２】そして、張力制御手段２９及びルーパ角度
制御手段３０によりそれぞれ設定されたロール速度基準
及びルーパトルク基準により、主演算手段２７で適正な
ロール速度基準２７ａ及びルーパトルク基準２７ｂを各
速度制御手段２０、２６へ出力する。各速度制御手段２
０、２６は各基準２７ａ、２７ｂにより、各モータ１
９、２４の速度制御を行う。一方、ルーパトルク補償手
段４１のトルク補償値４１ａを受けた速度制御手段２６
では、主演算手段２７から指令されたルーパトルク基準
２７ｂを実張力３３に応じたトルク補償値４１ａにより
補償を行う。この場合、トルク補償値４１ａは、トルク
補償値をｔ_２、実張力をＴ、定数をＫ_２としたとき
式（３）による。ｔ_２＝Ｋ_２・Ｔ・・・・・（３）なお、Ｋ_２を定数としたのは、通常の定常状態ではル
ーパ軸２２が大きく動かないので、線形として扱える範
囲と考えられるからである。

【００３３】以上のように、圧延ロール１７、１８の回
転速度や圧延状態から影響を受けて、時々刻々と変化す
る被圧延材１６の実張力３３をフィードバックして実張
力３３に応じた補償を行うので、ルーパモータ２４の応
答速度だけが影響するため、被圧延材１６の張力の変動
量及びルーパ角度の変動量を低減することができる。

【００３４】実施の形態４．図４は実施の形態４の構成
図である。図４において、１６〜３６は図１に示す実施
の形態１のものと同様のものである。４２は角度補償手
段で、ルーパ２３の角度によって被圧延材１６の張力か
ら受ける力が変化する分を、式（４）によりトルク補償
値４２ａを演算してルーパトルク補償手段４１に出力す
る。ｔｑ＝Ｋ₂（θ）・Ｔ・・・・・（４）ここで、ｔｑは角度補償手段４２によるトルク補償値、
Ｔは被圧延材１６の実張力、Ｋ₂はルーパ角度θの関数
とする。

【００３５】次に動作について説明する。図４におい
て、被圧延材１６の実張力３３に応じた補償を行うまで
は実施の形態１と同様である。さらに、ルーパ角度θに
より被圧延材１６の張力からルーパ２３の受ける力が変
化するのを、式（４）により補償する。即ち、角度補償
手段４２のトルク補償値４２ａによりルーパトルク補償
手段４１のトルク補償値４１ａを補償する。

【００３６】以上のように、ルーパトルク補償手段４１
のトルク補償値４１ａを角度補償手段４２のトルク補償
値４２ａで補償することにより、ルーパ角度θに応じて
被圧延材１６の張力からルーパ２３が受ける力が変化す
るのを補償するので、被圧延材１６の張力の変動とルー
パ角度の変動とをより抑制することができる。

【００３７】実施の形態５．図５は実施の形態５の構成
図である。１６〜３７は実施の形態１のものと同様のも
のであり、４１は実施の形態３のものと同様のものであ
り、４２は実施の形態４のものと同様のものである。

【００３８】次に動作について説明する。図５におい
て、角度補償手段４２のトルク補償値４２ａによりルー
パトルク補償手段４１のトルク補償値４１ａを補償する
までは、実施の形態４と同様の動作を行う。さらに、モ
デル演算手段３７から例えばステップ状のロール速度基
準３７ａを出力する。そして、加算器３８で主演算手段
２７からのロール速度基準２７ａと、モデル演算手段３
７からのロール速度基準３７ａとを加算してロールモー
タ１９のロール速度基準と変化させる。この結果を張力
検出手段２８で実張力３３を検出してモデル演算手段３
７へ入力し、ロールモータ１９のロール速度基準と被圧
延材１６の実張力３３との関係をモデル化する。

【００３９】以上のように、ロールモータ１９のロール
速度基準と被圧延材１６の実張力３３との関係をモデル
化することにより、制御対象の圧延ロール１７と被圧延
材１６との関係を把握することができるので、安定した
制御を行うことができる。さらに、被圧延材１６の実張
力３３をフィードバックして実張力に応じたルーパ２３
のトルク補償をすると共に、ルーパ角度θに応じてトル
ク補償を行うことにより、張力の変動量とルーパ２３の
角度変動をより抑制することができる。

【００４０】実施の形態６．図６は実施の形態６の構成
図である。図６において、１〜３６、３８は実施の形態
１のものと同様のものであり、３９、４０は実施の形態
２のものと同様のものであり、４１は実施の形態３のも
のと同様のものであり、４２は実施の形態４のものと同
様のものである。

【００４１】次に動作について説明する。図６におい
て、角度補償手段４２のトルク補償値４２ａによりルー
パトルク補償手段４１のトルク補償値４１ａを補償する
までは、実施の形態４と同様の動作を行う。さらに、例
えばステップ状のロール速度基準３９ａをモデル演算器
３９から出力して張力検出手段２８により被圧延材１６
の実張力を検出し、制御対象のロールモータ１９のロー
ル速度基準と被圧延材１６の実張力３３との関係をモデ
ル演算手段３９で演算してモデル化する。このモデルを
使用して張力設定値演算手段４０において、張力制御手
段２９の制御定数の設定値を式（１）（２）により演算
する。そして、演算された制御定数を張力制御手段２９
に設定する。

【００４２】以上のように、ロールモータ１９のロール
速度基準と被圧延材１６の実張力３３との関係をモデル
化することにより、制御対象の圧延ロール１７と被圧延
材１６との関係を把握することができるので、安定した
制御を行うことができる。また、被圧延材１６の実張力
３３をフィードバックして実張力に応じたルーパ２３の
トルク補償をすると共に、ルーパ角度θに応じてトルク
補償を行うことにより、張力の変化とルーパ２３の角度
変動をより抑制することができる。さらに、モデルを使
用して演算した張力制御手段２９のゲインＰ及び積分定
数Ｔｉを設定することにより、実際のプラントに適した
制御性能が得られる。

【００４３】実施の形態７．図７は実施の形態７の構成
図である。図７において、１６〜３６は実施の形態１の
ものと同様のものである。４３は被圧延材１６の速度を
検出する被圧延材速度検出手段で、実速度４３ａを出力
する。４４はロール速度基準２９ａと速度信号４３ａと
を加算する加算器で、速度差信号４４ａを出力する。４
５は速度制御手段で、速度差信号４４ａによりロール速
度基準４５ａを作成して被圧延材１６の速度制御を行
う。

【００４４】次に動作について説明する。図７におい
て、圧延ロール１７、１８間に伸張された被圧延材１６
はルーパ２３で支えられている。そして、ルーパ角度検
出手段２５で検出されたルーパ角度３６を加算器３４へ
フィードバックする。減算器３４では目標角度３５から
ルーパ角度３６を減算して出力する。そして、ルーパ角
度制御手段３０により設定された速度基準３０ａによ
り、主演算手段２７から適正なルーパトルク基準２７ｂ
を速度制御手段２６へ出力する。速度制御手段２６はル
ーパトルク基準２７ｂにより、ルーパモータ２４の速度
制御を行う。

【００４５】加算器３１では目標張力３２と実張力３３
とを加算して偏差張力３１ａを出力する。そして、張力
制御手段２９において、偏差張力３１ａに応じてロール
速度基準２９ａを設定する。さらに、加算器４４ではロ
ール速度基準２９ａと実速度４３ａとを加算して速度差
信号４４ａを出力する。そして、速度制御手段４５によ
り速度差信号４４ａに応じたロール速度基準４５ａを作
成して、主演算手段２７を介してロールモータ１９の回
転速度を制御することにより、被圧延材１６の速度制御
を行う。

【００４６】以上のように、圧延状態により変化する被
圧延材１６の実際の速度を被圧延材速度検出手段４３で
検出してロール速度基準２９ａにフィードバックするこ
とにより、精度の高い速度制御を行うことができるの
で、安定した制御を行うことができる。

【００４７】実施の形態８．図８は実施の形態８の構成
図である。図８において、１６〜３６は実施の形態１の
ものと同様のものであり、４３〜４５は実施の形態７の
ものと同様のものである。４６はモデル演算手段で、例
えばステップ状に変化するロール速度基準４６ａを出力
し、被圧延材速度検出手段４３により検出された被圧延
材１６の実速度４３ａをとり込んでモデル化する。４７
は制御定数補正手段で、モデル演算手段４６が作成した
モデルの定数を基に速度制御手段４５に設定されている
制御定数に対して補償すべき量を演算する。

【００４８】次に動作について説明する。図８におい
て、ルーパモータ２４の制御及びロールモータ１９の回
転速度の制御については、実施の形態７と同様である。
そして、モデル演算手段４６から意図的に変化する例え
ばステップ状のロール速度基準４６ａを出力して、被圧
延材速度検出手段４３により検出された被圧延材１６の
実速度４３ａをとり込んでプラントの定数を演算してモ
デル化する。さらに、作成されたモデルの定数を基に制
御定数補正手段４７により、速度制御手段４５の制御定
数に対して補償すべき量を演算する。そして、制御定数
補正手段４７の演算結果により速度制御手段４５に設定
されている制御定数が補償される。以上のように、現在
のプラント状態に適応したモデルを作成することによ
り、圧延状態に適合した速度制御系の制御定数を補償す
ることができるので、安定した被圧延材の張力制御を行
うことができる。

【００４９】実施の形態９．図９は実施の形態９の構成
図である。図９において、１６〜３６は実施の形態１の
ものと同様のものである。４８はモデル演算手段で、例
えばステップ状に変化するルーパトルク基準４８ａを出
力して、加算器４９で各ルーパトルク基準２７ｂ、４８
ａを加算する。そして、ルーパ角度検出手段２５により
検出されたルーパ２３のルーパ角度３６をとり込んでル
ーパモータ２４のルーパトルク基準からルーパ角度への
影響をモデル化する。

【００５０】次に動作について説明する。図９におい
て、ルーパモータ２４の制御及びロールモータ１９の回
転速度の制御については、実施の形態１と同様である。
次に、モデル演算手段４８から意図的に変化する例えば
ステップ状の角度基準４８ａを出力して、ルーパ角度検
出手段２５により検出されたルーパ２３のルーパ角度３
６をとり込んで、制御対象のモデルを作成する。この場
合、ルーパモータ２４の出力トルク基準からルーパ角度
３６までの伝達関数は一次遅れとして近似することがで
きるので、採取したデータからその時定数とゲイン値を
得ることで、対象としている部分のモデルを得ることが
できる。そして、モデルを基にルーパ角度制御手段３０
の制御定数の設定値を補償する。

【００５１】以上により、ルーパモータ２４の角度基準
とルーパ角度との関係を実際のシステム上で把握するこ
とができるので、安定した制御系を得ることができる。

【００５２】実施の形態１０．図１０は実施の形態１０
の構成図である。図１０において、１６〜３６は実施の
形態１のものと同様のものであり、４８、４９は実施の
形態９のものと同様のものである。５０はルーパ回転速
度検出手段で、ルーパ角度検出手段２５が検出したルー
パ角度を微分してルーパ２３の回転速度を演算する。５
１は制御定数演算手段で、モデル演算手段４８が作成し
たモデルを基に実張力３３と速度制御手段２６からのル
ーパトルク基準とルーパ２３の回転速度とにより、ルー
パトルク基準からルーパ角度への影響を補償する制御定
数を演算する。

【００５３】次に動作について説明する。図１０におい
て、ルーパ２４の制御及びロールモータ１９の回転速度
の制御については実施の形態１ものと同様である。次
に、モデル演算手段４８から意図的に変化する例えばス
テップ状のルーパトルク基準４８ａを出力して、ルーパ
角度検出手段２５によりルーパ２３のルーパ角度を検出
する。そして、ルーパ回転速度検出手段５０でルーパ角
度を微分してルーパ２３の回転速度を求める。さらに、
制御定数演算手段５１では、モデル演算手段４８でモデ
ル化したモデルを基にルーパの出力トルクとルーパ２３
の回転速度と被圧延材１６の実張力３３とにより、ルー
パトルク補償手段４１を補償する補償値を演算する。

【００５４】以上により、ルーパモータ２４のルーパト
ルク基準とルーパ角度との関係を実際のシステム上で把
握するとともに、時々刻々変わるルーパ角度の補償を行
うので、制御系の精度向上を図ることができる。

【００５５】実施の形態１１．図１１は実施の形態１１
の構成図である。図１１において、１〜３６は実施の形
態１のものと同様のものであり、５０は実施の形態１０
のものと同様のものである。５２は速度補償手段で、ル
ーパ２３の回転速度に応じて補償値を演算する。５３は
加算器で、ロール速度基準２７ａと速度補償手段５２が
演算した補償値とを加算する。

【００５６】次に動作について説明する。図１１におい
て、ルーパモータ２４の制御及びロールモータ１９をロ
ール速度基準に従って制御し、被圧延材１６の張力制御
を行うことについては実施の形態１と同様である。しか
し、被圧延材１６の張力はルーパ２３の挙動のみによっ
て決定されるものではなく、圧延ロール１７、１８の回
転速度や圧延状態からも影響を受け、時々刻々と変化し
ている。そこで、速度補償手段５２において、ルーパ２
３の実角度から算出したルーパ２３の回転速度に応じて
ロール速度基準２７ａを式（５）により補償する。Ｖ＝ＮＬ・Ｋ₁₁ ・・・・・（５）ただし、Ｖは補償値、ＮＬはルーパ２３の回転速度、Ｋ
₁₁は定数である。Ｋ₁₁を定数としたのは、通常の定常圧
延状態ではルーパはあまり大きく動かないので、線形と
して扱える範囲であって効果が期待できるためである。

【００５７】以上のように、ルーパ２３の回転速度に応
じてロールモータ１９のロール速度基準２７ａを補償す
るので、応答が速くなり張力の変動及びルーパの角度変
動を低減することができる。

【００５８】実施の形態１２．図１２は実施の形態１２
の構成図である。図１２において、１〜３６は実施の形
態１のものと同様のものであり、５０は実施の形態１０
のものと同様のものであり、５２、５３は実施の形態１
１のものと同様のものである。５４は制御定数演算手段
で、実張力３３とルーパ回転速度検出手段５０によりル
ーパ角度から演算したルーパ２３の回転速度とから、ル
ーパ２３の回転速度が被圧延材１６の実張力に及ぼす影
響を補償する。

【００５９】次に動作について説明する。図１２におい
て、速度補償手段５２により式（５）を使用してロール
速度基準２７ａを補償するまでの動作については、実施
の形態１１と同様である。そして、制御定数演算手段５
４で演算した補償値により速度補償手段５２の制御定数
を補償する。

【００６０】以上により、時事刻々と変化するルーパ角
度から演算したルーパ２３の回転速度と被圧延材１６の
実張力とから制御定数演算手段５４により速度補償手段
５２の補償値を補償することにより、制御系の精度を向
上させることができる。

【００６１】実施の形態１３．図１３は実施の形態１３の構成図である。図１３におい
て、１６〜３６は実施の形態１のものと同様のものであ
り、５０は実施の形態１０のものと同様のものであり、
５２は実施の形態１１のものと同様のものである。

【００６２】５５はモデル演算手段で、例えばステップ
状に意図的に変化するロール速度基準５５ａを出力して
加算器５６でロール速度基準２７ａと加算し、張力検出
手段２８により被圧延材１６の張力を検出して制御対象
のモデルを作成する。５７は加算器で、加算器５６の出
力と速度補償手段５２の出力とを加算してロール速度基
準５７ａを出力する。５８は制御定数演算手段で、モデ
ル演算手段５５でモデル化したモデルを基に実張力３３
とルーパ回転速度検出手段５０で検出したルーパ２３の
回転速度とから速度補償手段５２の制御定数の補償値を
演算する。

【００６３】次に動作について説明する。図１３におい
て、速度補償手段５２により式（５）を使用してロール
速度基準の補償値を演算するまでの動作については実施
の形態１１と同様である。ここで、モデル演算手段５５
から例えばステップ状のロール速度基準５５ａを出力す
る。そして、加算器５６でロール速度基準２７ａ、５５
ａを加算する。このときの被圧延材１６の実張力３３を
張力検出手段２８で検出してモデル演算手段５５に入力
し、ロールモータ１９のロール速度基準が被圧延材１６
に及ぼす影響をモデル化する。この場合、ロールモータ
１９のロール速度基準が与えられてから被圧延材１６の
張力が発生するまでの伝達関数は、一次遅れとして近似
することができる。従って、採取したデータからその時
定数とゲインを得ることで、対象としている部分のモデ
ルを得ることができる。

【００６４】さらに、モデル演算手段５５によりモデル
化したモデルと張力検出手段２８により検出した被圧延
材１６の実張力３３とルーパ回転速度検出手段５０によ
り検出したルーパ２３の回転速度とから、速度基準がル
ーパ２３の回転速度に及ぼす影響を補償する補償値を制
御定数演算手段５８により演算する。そして、制御定数
演算手段５８で演算した補償値により、速度補償手段５
２で式（５）を使用して演算した補償値Ｖを補償する。

【００６５】以上のように、制御対象のモデルを基にル
ーパ２３の回転速度と被圧延材１６の実張力３３とによ
り、速度補償手段５２の補償値Ｖを補償することによ
り、制御系の精度の向上を図ることができる。

【００６６】実施の形態１４．図１４は実施の形態１４
の構成図である。図１４において、１〜３６は実施の形
態１のものと同様のものであり、４１は実施の形態３と
同様のものであり、４２は実施の形態４のものと同様の
ものであり、４９は実施の形態９のものと同様のもので
あり、５０は実施の形態１０のものと同様のものであ
り、５２、５３は実施の形態１１のものと同様のもので
ある。５９はモデル演算手段で、ルーパトルク補償手段
４１の補償値を演算して補償するとともに、記憶して学
習する。さらに、速度補償手段５２の補償値を演算して
補償するとともに、記憶して学習する。

【００６７】次に動作について説明する。モデル演算手
段５９から例えばステップ状に意図的に変化するルーパ
トルク基準５９ａを出力して、加算器４９でルーパトル
ク基準２７ｂ、５９ａを加算する。そして、ルーパ角度
検出手段２５により検出されたルーパ２３のルーパ角度
３６をとり込んでルーパモータ２４のルーパトルク基準
からルーパ角度への影響を伝達関数として採取してモデ
ルとする。また、モデル演算手段５９において、張力検
出手段２８により検出した被圧延材１６の実張力３３と
ルーパ２３の出力トルク基準とルーパ角度検出手段２５
により検出されたルーパ角度とから、ルーパトルク補償
手段４１の補償値を補償するとともに、記憶して学習す
る。さらに、ルーパ回転速度検出手段５０により検出さ
れたルーパ２３の回転速度を使用して速度補償手段５２
の補償値を補償するとともに、記憶して学習する。

【００６８】以上により、ルーパモータ２４のルーパト
ルク基準とルーパ角度との関係を実際のシステム上で把
握するとともに、時々刻々変わるルーパ角度の補償を行
うので、制御系の精度向上を図ることができる。さら
に、時事刻々と変化するルーパ角度から演算したルーパ
２３の回転速度と被圧延材１６の実張力とからモデル演
算手段５９により速度補償手段５２の補償値を補償する
ことにより、制御系の精度を向上させることができる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、モデル演算手
段によりロールモータのロール速度基準と被圧延材の実
張力との関数をモデル化したことにより、制御対象であ
る圧延ロール速度と被圧延材の張力との関係を把握する
ことができるので、安定した制御を行うことができる。

【００７０】請求項２の発明によれば、モデル演算手段
によりロールモータのロール速度基準と被圧延材の実張
力との関係をモデル化し、モデルを使用して張力設定値
演算手段により張力制御手段の制御定数の設定値を演算
し、演算によるゲインＰと積分定数Ｔｍとを設定するこ
とにより、実際のプラントに適した制御性能が得られ
る。

【００７１】請求項３の発明によれば、圧延ロールの回
転速度や圧延状態から影響を受けて、時々刻々と変化す
る被圧延材の実張力に応じた補償を行うので、ルーパモ
ータの応答速度だけが影響するため、被圧延材の張力の
変動量及びルーパ角度の変動量を低減することができ
る。

【００７２】請求項４の発明によれば、ルーパトルク補
償手段のトルク補償値を角度補償手段のトルク補償値で
補償することにより、ルーパ角度θに応じて被圧延材の
張力からルーパが受ける力が変化するのを補償するの
で、被圧延材の張力の変動とルーパ角度の変動とをより
抑制することができる。

【００７３】請求項５の発明によれば、ロールモータの
ロール速度基準と被圧延材の実張力との関係をモデル化
することにより、制御対象である圧延ロール速度と被圧
延材の張力との関係を把握することができるので、安定
した制御を行うことができる。さらに、被圧延材の実張
力に応じたルーパのトルク補償をすると共に、ルーパ角
度θに応じてトルク補償を行うことにより、張力の変動
量とルーパの角度変動をより抑制することができる。

【００７４】請求項６の発明によれば、ロールモータの
ロール速度基準と被圧延材の実張力との関係をモデル化
することにより、制御対象である圧延ロール速度と被圧
延材の張力との関係を把握することができるので、安定
した制御を行うことができる。また、被圧延材の実張力
に応じたルーパのトルク補償をすると共に、ルーパ角度
θに応じてトルク補償を行うことにより、張力の変化と
ルーパの角度変動をより抑制することができる。さら
に、モデルを使用して演算した張力制御手段の制御定数
を設定することにより、実際のプラントに適した制御性
能が得られる。

【００７５】請求項７の発明によれば、圧延状態により
変化する被圧延材の実際の速度を速度検出器で検出して
ロール速度基準にフィードバックすることにより、精度
の高い速度制御を行うことができるので、安定した制御
を行うことができる。

【００７６】請求項８の発明によれば、現在のプラント
状態に適応したモデルを作成することにより、圧延状態
に適合した速度制御系の制御定数を補償することができ
るので、安定した被圧延材の張力制御を行うことができ
る。

【００７７】請求項９の発明によれば、ルーパモータの
出力トルク基準とルーパ角度との関係を実際のシステム
上で把握することができるので、安定した制御系を得る
ことができる。

【００７８】請求項１０の発明によれば、ルーパモータ
のルーパトルク基準とルーパ角度との関係を実際のシス
テム上で把握するとともに、時々刻々変わるルーパ角度
の補償を行うので、制御系の精度向上を図ることができ
る。

【００７９】請求項１１の発明によれば、ルーパの回転
速度に応じてロールモータのロール速度基準を補償する
ので、応答が速くなり張力の変動及びルーパの角度変動
を低減することができる。

【００８０】請求項１２の発明によれば、時事刻々と変
化するルーパ角度から演算したルーパの回転速度と被圧
延材の実張力とから制御定数演算手段により速度補償手
段の補償値を補償することにより、制御系の精度を向上
させることができる。

【００８１】請求項１３の発明によれば、制御対象のモ
デルを基にルーパの回転速度と被圧延材の実張力とによ
り、速度補償手段の補償値Ｖを補償することにより、制
御系の精度の向上を図ることができる。

【００８２】請求項１４の発明によれば、ルーパモータ
のルーパトルク基準とルーパ角度との関係を実際のシス
テム上で把握するとともに、時々刻々変わるルーパ角度
の補償を行うので、制御系の精度向上を図ることができ
る。さらに、時事刻々と変化するルーパ角度から演算し
たルーパの回転速度と被圧延材の実張力とからモデル演
算手段により速度補償手段の補償値を補償することによ
り、制御系の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の構成図である。

【図２】この発明の実施の形態２の構成図である。

【図３】この発明の実施の形態３の構成図である。

【図４】この発明の実施の形態４の構成図である。

【図５】この発明の実施の形態５の構成図である。

【図６】この発明の実施の形態６の構成図である。

【図７】この発明の実施の形態７の構成図である。

【図８】この発明の実施の形態８の構成図である。

【図９】この発明の実施の形態９の構成図である。

【図１０】この発明の実施の形態１０の構成図であ
る。

【図１１】この発明の実施の形態１１の構成図であ
る。

【図１２】この発明の実施の形態１２の構成図であ
る。

【図１３】この発明の実施の形態１３の構成図であ
る。

【図１４】この発明の実施の形態１４の構成図であ
る。

【図１５】従来の連続圧延機の制御装置を示す構成図
である。

【符号の説明】１６被圧延材、１９ロールモータ、２３ルーパ、
２４ルーパモータ、２５ルーパ角度検出手段、２６
速度制御手段、２８張力検出手段、２９張力制御
手段、３０ルーパ角度制御手段、３７，３９，４６，
４８，５５，５９モデル演算手段、４１ルーパトル
ク補償手段、４３被圧延材速度検出手段、５２速度
補償手段、５４，５８制御定数演算手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被圧延材の圧延速度を制御して上記被圧
延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御し
てルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置にお
いて、上記被圧延材の目標張力と実張力との偏差張力か
ら張力制御手段によりロール速度基準を生成し、モデル
演算手段により上記ロール速度基準を意図的に変えて張
力検出手段により上記被圧延材の実張力を検出して、上
記ロール速度基準による被圧延材の張力に対する影響を
モデル化し、上記ロールモータの速度を制御することを
特徴とする連続圧延機の制御装置。
【請求項２】モデルを基に張力制御手段の制御定数を
補償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。
【請求項３】被圧延材の圧延速度を制御して上記被圧
延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御し
てルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置にお
いて、張力検出手段により上記被圧延材の実張力を検出
し、上記被圧延材の実張力が上記ルーパ角度に及ぼす影
響をルーパトルク補償手段により補償するようにしたこ
とを特徴とする連続圧延機の制御装置。
【請求項４】ルーパ角度検出手段により検出されたル
ーパ角度に応じてルーパトルク補償手段の制御定数を補
償するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の連
続圧延機の制御装置。
【請求項５】モデル演算手段によりロール速度基準を
意図的に変えて張力検出手段により検出された実張力か
ら、上記ロール速度基準による被圧延材の張力に対する
影響をモデル化し、モデルを基に上記ロール速度基準を
補償して上記ロールモータの速度を制御することを特徴
とする請求項３又は請求項４のいずれか一項に記載の連
続圧延機の制御装置。
【請求項６】モデルを基に張力制御手段の制御定数を
補償することを特徴とする請求項５に記載の連続圧延機
の制御装置。
【請求項７】被圧延材の圧延速度を制御して上記被圧
延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御し
てルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置にお
いて、上記被圧延材の実速度を被圧延材速度検出手段に
より検出し、上記被圧延材の目標張力と実張力との偏差
張力から張力制御手段によりロール速度基準を生成し、
上記ロール速度基準と上記実速度との差に応じて速度制
御手段により上記ロールモータを制御するようにしたこ
とを特徴とする連続圧延機の制御装置。
【請求項８】モデル演算手段によりロール速度基準を意
図的に変えて上記ロール速度基準による被圧延材の実速
度に対する影響をモデル化し、速度制御手段の制御定数
を補償するようにしたことを特徴とする請求項７に記載
の連続圧延機の制御装置。
【請求項９】被圧延材の圧延速度を制御して上記被圧
延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御し
てルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置にお
いて、ルーパの目標角度とルーパ角度検出手段により検
出した上記ルーパの実角度との偏差角度からルーパ角度
制御手段により角度基準を生成し、モデル演算手段によ
り上記角度基準を意図的に変えて上記ルーパ角度検出手
段により検出されたルーパ角度から、上記角度基準によ
る上記ルーパ角度に対する影響をモデル化し、モデルを
基に上記ルーパ角度制御手段の制御定数をを補償して上
記ルーパモータを制御することを特徴とする連続圧延機
の制御装置。
【請求項１０】張力検出手段により被圧延材の実張力
を検出し、上記被圧延材の実張力がルーパのルーパ角度
に及ぼす影響をルーパトルク補償手段により補償し、ル
ーパ角度検出手段によりルーパモータの回転速度を検出
し、モデルを基に角度基準と回転速度と上記実張力とか
ら上記ルーパトルク補償手段の補償値を補償するように
したことを特徴とする請求項９に記載の連続圧延機の制
御装置。
【請求項１１】被圧延材の圧延速度を制御して上記被
圧延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御
してルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置に
おいて、上記被圧延材の目標張力と張力検出手段により
検出した実張力との偏差張力から張力制御手段によりロ
ール速度基準を生成し、ルーパ角度検出手段によりルー
パモータの回転速度を検出し、速度補償手段により補償
値を演算して上記回転速度に応じて上記ロール速度基準
を補償するようにしたことを特徴とする連続圧延機の制
御装置。
【請求項１２】ルーパモータの回転数が被圧延材の実
張力に及ぼす影響を制御定数演算手段により演算し、速
度補償手段の補償値を補償するようにしたことを特徴と
する請求項１１に記載の連続圧延機の制御装置。
【請求項１３】被圧延材の圧延速度を制御して上記被
圧延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御
してルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置に
おいて、上記被圧延材の目標張力と張力検出手段により
検出した実張力との偏差張力から張力制御手段によりロ
ール速度基準を生成し、ルーパ角度検出手段により上記
ルーパモータの回転速度を検出し、速度補償手段により
上記回転速度に応じて上記ロール速度基準を補償し、モ
デル演算手段により上記ロール速度基準を意図的に変え
て上記ロール速度基準による上記被圧延材の張力に対す
る影響をモデル化し、上記モデル演算手段によるモデル
と上記実張力と上記回転速度とから制御定数演算手段に
より上記速度補償手段の補償値を補償するようにしたこ
とを特徴とする連続圧延機の制御装置。
【請求項１４】被圧延材の圧延速度を制御して上記被
圧延材の張力を制御し、ルーパモータの回転速度を制御
してルーパ角度を位置制御する連続圧延機の制御装置に
おいて、ルーパの目標角度とルーパ角度検出手段により
検出した上記ルーパの実角度との偏差角度からルーパ角
度制御手段により角度基準を生成し、モデル演算手段に
より上記角度基準を意図的に変えて上記ルーパ角度検出
手段により検出されたルーパ角度から、上記角度基準に
よる上記ルーパ角度に対する影響をモデル化し、モデル
を基に上記ルーパ角度制御手段の制御定数を補償して上
記ルーパモータを制御し、張力検出手段により上記被圧
延材の実張力を検出し、上記実張力が上記ルーパのルー
パ角度に及ぼす影響をルーパトルク補償手段により補償
し、ルーパ角度検出手段により上記ルーパモータの上記
回転速度を検出し、速度補償手段により補償値を演算し
て上記回転速度に応じて上記ロール速度基準を補償し、
上記実張力と上記回転速度と上記角度基準と上記ルーパ
角度とから上記トルク補償手段の補償値を補償し、上記
ルーパの回転速度から上記速度補償手段の補償値を補償
するようにしたことを特徴とする連続圧延装置の制御装
置。