JP3443581B2 - タンデム圧延機の速度制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンデム圧延機の速度
制御方法、特に速度制御系の応答性が異なる圧延スタン
ドが混在する場合でも、適切な圧延制御を行うことがで
きるタンデム圧延機の速度制御方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、冷間圧延に用いられる６スタン
ドからなる従来のタンデム圧延機の概略構成を示すブロ
ック図である。

【０００３】このタンデム圧延機では、図中１ＳＴＤ〜
６ＳＴＤで示す第１スタンド〜第６スタンドの各スタン
ドが、圧延ロール１０により鋼板Ｓを圧延する速度を制
御するための速度制御系をそれぞれ備えている。

【０００４】この速度制御系は、各スタンド毎に個別に
圧延速度を設定するための速度設定器１２と、ライン全
体の加減速を指示する加減速指令信号を各スタンドに出
力する加減速指令装置１４と、これら速度設定器１２及
び加減速指令装置１４それぞれの出力信号から速度指令
信号Ｄを算出するための乗算器１６と、圧延ロール１０
を回転駆動する電動機１８の実速度を検出する速度検出
器２０からの実速度信号と、上記速度指令信号Ｄとに基
づいて速度指令値と実速度値との偏差を算出する減算器
２２と、該減算器２２で算出した偏差に応じたトルク指
令値を算出する速度調整器２４と、該速度調整器２４か
ら入力されるトルク指令値から電力指令値を算出し、こ
れに応じて周波数等を調整することにより、前記電動機
１８の速度を制御するトルク調整器２６とを備えてい
る。

【０００５】冷間圧延に用いられる複数のスタンドから
なるタンデム圧延機においては、上述した如く、一般に
圧延ロール１０を駆動する電動機１８の速度制御系が各
スタンド毎に設けられており、電動機軸に取り付けられ
ている速度検出器２０からの実速度信号（値）をフィー
ドバックして、速度指令信号（値）Ｄとの偏差を無くす
ように前記速度調整器２４によって駆動用電動機１８の
回転数の制御が行われている。

【０００６】その際、各スタンド毎の速度調整器２４に
対する速度指令信号は、一般に、前記図５に示したよう
に、速度設定器１２からの速度設定信号と、加減速指令
装置１４からの加減速指令信号とを乗算器１６で掛け合
わせて求められている。

【０００７】このように、全スタンドが１つの加減速指
令装置１４から出力される同一の加減速指令信号に基づ
いて算出される速度制御信号を用いて電動機１８を加速
又は減速する制御を行う場合は、各スタンドの速度制御
系が全て等しい速度応答性を有していれば、全スタンド
について電動機の揃速性を確保することができる。即
ち、同一の加減速指令信号から速度指令信号を算出して
制御を行う方法では、全スタンドの速度応答性を一致さ
せる必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タンデ
ム圧延機には、例えば、交流モータ方式の圧延スタンド
と、直流モータを制御するワードレオナード方式の圧延
スタンドとが混在するためにスタンド間で速度応答性が
異なる場合がある。

【０００９】上記交流モータ方式とワードレオナード方
式の圧延スタンドの場合であれば、後者の方が前者に比
較して速度応答性が低いので、全スタンドの速度応答性
を一致させて揃速性を保持するためには、交流モータ方
式の圧延スタンドの速度応答性を、ワードレオナード方
式の速度応答性に合わせて低くしなければならない。

【００１０】その結果、各スタンドの速度応答性が最も
応答性の低いスタンドに制限されてしまうという問題が
ある。この問題は、全スタンドが同一の制御方式を採用
している場合でも、スタンド間で速度応答性に差があれ
ば同様に存在する。

【００１１】又、上記のように速度応答性が低い圧延ス
タンドが混在するために、全スタンドの速度応答性をそ
れが低いスタンドに合わせる場合には、ラインの加減
速、母板板厚変動又は摩擦変動等の外乱に対して、各ス
タンド間の張力変動や各スタンド出側の板厚変動を抑制
する適切な制御を迅速に行うことができなくなる。

【００１２】又、制御方式が異なるスタンドが混在して
いる場合には、仮に速度応答性を一致させようとして
も、その方式の違いから全スタンドについて駆動用電動
機への負荷トルクの変動に対する速度応答性を一致させ
ることが困難な場合がある。

【００１３】このような場合には、前記の如く、全スタ
ンドで同一の加減速指令信号を用いると、各スタンド毎
の速度制御系に速度応答誤差が生じ、これが各スタンド
における駆動用電動機の揃速性のズレとなるため、ライ
ンの加減速時等に急激な張力変動を引き起こしたり、板
厚変動を引き起こしたりするという問題がある。

【００１４】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、速度応答性の限界が極端に低い圧延
スタンドが存在している場合でも、これに制限されるこ
となく、他のスタンドの速度制御系を高応答に設定で
き、又、制御方式が異なる圧延スタンドが存在するため
に、負荷トルク変動に対する速度応答性を合わせ難い場
合でも、各スタンドの揃速性を保つことができるタンデ
ム圧延機の速度制御方法を提供することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延スタンド
を駆動する電動機を制御する速度制御系が圧延スタンド
毎に設けられていると共に、速度制御系の応答性が異な
る圧延スタンドが混在するタンデム圧延機の速度制御方
法において、速度制御系の応答性が最低の圧延スタンド
の電動機を制御するための速度指令値を、ラインの加減
速指令値に基づいて算出し、それ以外の圧延スタンドの
電動機を制御するための速度指令値を、自スタンド以外
の電動機の実速度に基づいて算出することにより、前記
課題を解決したものである。

【００１６】本発明は、上記タンデム圧延機の速度制御
方法において、応答性が最低の圧延スタンド以外の圧延
スタンドの電動機を制御するための速度指令値を、応答
性が自スタンド以下の圧延スタンドの電動機の実速度に
基づいて算出するようにしたものである。

【００１７】本発明は、圧延スタンドを駆動する電動機
を制御する速度制御系が圧延スタンド毎に設けられ、速
度制御系に含まれる速度調整器にそれぞれ速度指令信号
を入力して各圧延スタンドの電動機を制御するタンデム
圧延機の速度制御装置において、応答性が最低の速度制
御系を有する圧延スタンドでは、速度設定器からの設定
速度信号と、加減速指令装置からの加減速指令信号と
が、速度指令信号を算出する乗算器に入力されるように
なされ、それ以外の圧延スタンドでは、自スタンド以外
の圧延スタンドで検出した電動機の実速度信号を補正す
る実速度補正器と、実速度信号を検出した上記圧延スタ
ンドの速度設定器からの設定速度信号に対する、自スタ
ンドの速度設定器からの設定速度信号の比を算出する速
度比算出器とが設けられ、実速度補正器からの実速度補
正信号と、速度比算出器からの速度比信号とが、自スタ
ンドに対する速度指令信号を算出する乗算器に入力され
るようになされた構成とすることにより、同様に前記課
題を解決したものである。

【００１８】本発明は、又、上記タンデム圧延機の速度
制御装置において、応答性が最低の圧延スタンド以外の
圧延スタンドでは、速度指令信号の算出に用いられる実
速度信号が、応答性が自スタンド以下の他スタンドから
入力されるようにしたものである。

【００１９】

【作用】本発明においては、速度制御系の応答性が最低
の圧延スタンドの電動機を制御するための速度指令値
を、ラインの加減速指令値に基づいて算出し、それ以外
の圧延スタンドの電動機を制御するための速度指令値
を、自スタンド以外の電動機の実速度に基づいて算出す
るようにしたので、速度応答性の限界が極端に低い圧延
スタンドが存在している場合でも、該スタンドに制限さ
れずに他スタンドを高応答に設定できることから、外乱
に対する張力変動及び板厚変動を確実に抑制することが
でき、又、速度制御方式が異なる圧延スタンドが存在す
るために、負荷トルク変動に対する速度応答性を合わせ
難い場合でも、各スタンドの揃速性を保持することがで
きる。

【００２０】又、本発明において、応答性が最低の圧延
スタンド以外の圧延スタンドの電動機を制御するための
速度指令値を、応答性が自スタンド以下の圧延スタンド
の電動機の実速度に基づいて算出する場合には、各スタ
ンドの揃速性を確実に保持することが可能となる。

【００２１】本発明においては、応答性が最低の速度制
御系を有する圧延スタンドでは、速度設定器からの設定
速度信号と、加減速指令装置からの加減速指令信号と
が、速度指令信号を算出する乗算器に入力されるように
なされ、それ以外の圧延スタンドでは、自スタンド以外
の圧延スタンドで検出した電動機の実速度信号を補正す
る実速度補正器と、実速度信号を検出した上記圧延スタ
ンドの速度設定器からの設定速度信号に対する、自スタ
ンドの速度設定器からの設定速度信号の比を算出する速
度比算出器とを設けると共に、実速度補正器からの実速
度補正信号と、速度比算出器からの速度比信号とが、自
スタンドに対する速度指令信号を算出する乗算器に入力
されるようにしたので、速度制御系の応答性が最低の圧
延スタンドの電動機を制御するための速度指令値を、ラ
インの加減速指令値に基づいて算出し、それ以外の圧延
スタンドの電動機を制御するための速度指令値を、自ス
タンド以外の電動機の実速度に基づいて算出することが
可能となる。

【００２２】又、本発明において、上記タンデム圧延機
の速度制御装置において、応答性が最低の圧延スタンド
以外の圧延スタンドでは、速度指令信号の算出に用いら
れる実速度信号が、応答性が自スタンド以下の他スタン
ドから入力されるようになされている場合には、各スタ
ンドの揃速性を確実に保持することが可能となる。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００２４】図１は、本発明に係る第１実施例であるタ
ンデム圧延機の速度制御装置の概略構成を示す、前記図
５に相当するブロック図である。

【００２５】本実施例の速度制御装置は、図中１ＳＴＤ
〜６ＳＴＤで示す第１スタンド〜第６スタンドの６スタ
ンドからなるタンデム圧延機を速度制御する機能を有し
ている。

【００２６】本実施例では、第６スタンドが最も速度応
答性が低い速度制御系を有し、第１〜第５スタンドが高
応答性の速度制御系を有している。

【００２７】応答性が最低の速度制御系を有する上記第
６スタンドでは、速度設定器１２からの設定速度信号
（設定速度値）と、ライン全体の加減速を指示する加減
速指令装置１４からの加減速指令信号（加減速指令値）
とが、速度指令信号（速度指令値）Ｄ₆ を算出する乗算
器１６に入力されるようになっている。

【００２８】上記第６スタンド以外の第１〜第５スタン
ドでは、自スタンド以外の圧延スタンド（他スタンド）
で検出した電動機の実速度信号（実速度値）を補正する
実速度補正器２８と、実速度信号を検出した上記他スタ
ンドの速度設定器１２からの設定速度値に対する、自ス
タンドの速度設定器１２からの速度設定値の比を算出す
る速度比算出器３０とがそれぞれ設けられており、実速
度補正器２８からの実速度補正信号と、速度比算出器３
０からの速度比信号とが、自スタンドに対する各速度指
令信号Ｄ₁ 〜Ｄ₅ を算出する乗算器１６に入力されるよ
うになっている。

【００２９】ここでは、第１〜第５の各スタンドが、そ
れぞれ自スタンドより下流側の隣接スタンドの実速度を
速度検出器２０で検出し、それを実速度補正器２８で時
間遅れ等を補正した実速度補正値（基本的には実速度に
近い値）と、速度比算出器３０からの速度比（ここで
は、自スタンドの速度設定値÷下流側隣接スタンドの速
度設定値）と掛け合わせて速度指令値（信号）を作り出
すようになっている。

【００３０】上記実速度補正器２８における実速度の補
正は、実速度を検出したスタンドの速度指令値を入力と
して、実速度をシミュレーションした予測値等により実
速度に含まれる時間遅れ等を補正する。

【００３１】本実施例の速度制御装置は、以上の構成を
除き、前記図５に示した従来の速度制御装置と実質的に
同一の構成を備えている。従って、この従来の速度制御
装置と同一の構成についての説明は省略する。

【００３２】本実施例においては、前述した如く、第６
スタンドの速度設定器１２から出力される同スタンドの
設定速度信号と、ライン全体の加減速を指示する加減速
指令装置１４から出力される加減速指令信号とから乗算
器１６で同スタンドの速度指令信号Ｄ₆ を算出し、この
速度指令信号Ｄ₆ を用いて第６スタンドの駆動電動機１
８を制御し、圧延ロール１０を駆動すると共に、該第６
スタンドより上流側の高応答性を有する各スタンドで
は、自スタンドより下流側の隣接した圧延スタンドで検
出した実速度を用いて自スタンドの速度指令値を算出す
るようにした。

【００３３】従って、本実施例によれば、第６スタンド
の速度応答性が極端が低い場合においても、第５スタン
ドが第６スタンドの実速度に追従できる程度の応答性を
有していれば、第５スタンドでは第６スタンドの実速度
から算出した速度指令信号を用いることにより、第６ス
タンドに追従するように第５スタンドの速度制御系を制
御することができる。同様に、第１〜第４スタンドにお
いても、下流側隣接スタンドの実速度にそれぞれ追従で
きるだけの速度応答性を備えていれば、各スタンドの揃
速性を保持することが可能となる。

【００３４】又、本実施例によれば、他スタンドの実速
度を自スタンドの速度指令値の算出に用いることから、
異なった制御方式のスタンドが混在している場合でも、
実速度を検出する他スタンドの速度応答性に追従するだ
けの応答性が自スタンドにあれば確実に全スタンドの揃
速性を確保することができる。

【００３５】図２、図３は、本実施例の速度制御装置を
用いて行った制御の結果を、前記図５に示した従来の制
御装置による制御結果と対比させて示した線図である。
横軸は時間、縦軸は相対変動である。

【００３６】前記図１に示した本実施例の速度制御装置
で、第６スタンドの制御方式が第５スタンドと異なるよ
うな場合に、外乱により第６スタンドの負荷変動が起
き、実速度が変動したりすると、負荷変動は前段スタン
ドを伝播していくことにより、１〜５スタンドの実速度
にも変動を起こす（図には第５スタンドの実速度のみを
示したが、第４〜第１スタンドの実速度も同様に変動す
る）。

【００３７】第５スタンドと第６スタンドは制御方式が
異なるために負荷変動に対する応答性が異なることが多
いが、このような場合、図２（Ａ）に示すように、従来
方法では張力変動を引き起こし、板厚変動（図示省略）
もこれに連動して生じる。

【００３８】これに対し、本実施例方法によれば、速度
応答性の低い第６スタンドの実速度から第５スタンドの
速度指令値を求めていることから、図２（Ｂ）に示すよ
うに第５スタンドは第６スタンドの速度変動にも追従す
ることができる。第１〜第４スタンドにおいてもそれぞ
れ同様に応答性が等しいか又は自スタンドよりも応答性
の低い他スタンドの実速度から速度指令値を算出してい
るので、各速度変動に追従することができる。その結
果、各スタンド間の揃速性を保持することが可能となる
ため、スタンド間張力に変動が生じることを抑制でき
る。

【００３９】図３（Ａ）、（Ｂ）には、板厚、スタンド
間張力等の制御を短い周期で制御した場合の制御信号入
力を上方に、第５スタンドの速度応答をその下に示して
あり、同図（Ａ）は前記図５に示した従来方法による結
果で、同図（Ｂ）は本実施例方法による結果である。こ
の結果は、第４〜第１スタンドについても実質的に同一
である。

【００４０】上記図３（Ａ）、（Ｂ）から、従来方法で
は第５〜第１スタンドの応答性を第６スタンドの低い応
答性に一致させてあるため、速度応答が追従できないの
に対し、本実施例によれば、高精度に追従できることが
分かる。

【００４１】図４は、本発明に係る第２実施例の速度制
御装置の概略構成を示す、前記図１に相当するブロック
図である。

【００４２】本実施例の速度制御装置は、タンデム圧延
機が第１〜第３の３つのスタンドで構成され、且つ中間
の第２スタンドが最も速度制御系の応答性が低く、第１
及び第３スタンドがほぼ等しい速度応答性を有してい
る。

【００４３】上記速度制御装置では、第２スタンドの乗
算器１６に加減速指令装置１４から加減速指令信号が入
力され、該第２スタンドの電動機１８について速度検出
器２０で検出した実速度信号が、第１及び第３スタンド
の実速度補正器２８にそれぞれ入力され、補正後の実速
度信号がそれぞれ乗算器１６に入力されるようになって
いる以外は、前記第１実施例の制御装置と実質的に同一
である。

【００４４】但し、上記構成の違いから、第１スタンド
の速度比算出器３０では、（第１スタンドの速度設定値
／第２スタンドの速度設定値）が、第３スタンドの速度
比算出器３０では、（第３スタンドの速度設定値／第２
スタンドの速度設定値）が算出される。

【００４５】本実施例では、第１及び第３のいずれのス
タンドでも、速度指令値が、第２スタンドで検出した実
速度を、同スタンドの速度指令値を用いて実速度補正器
２８で時間遅れ等を補正した補正実速度を、乗算器１６
に入力して算出される。

【００４６】本実施例によれば、スタンドとスタンドの
間にこれらスタンドより低応答性の圧延スタンドが存在
する場合でも、他のスタンドは自スタンドが有する本来
の高応答性を発揮させることができるので、前記第１実
施例の場合と同様に各スタンドの揃速性を確実に保持す
ることができる。

【００４７】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。

【００４８】例えば、圧延スタンドの数及び応答性が最
低の圧延スタンドの配置位置等は、前記実施例に示した
ものに限定されない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、全
スタンドの中で速度応答性が最も低いスタンド以外のス
タンドの電動機を制御するための速度指令信号を、自ス
タンド以外から検出した実速度から求めることにより、
各スタンドの制御方式が異なり、負荷トルク変動に対す
る速度応答性が合わせ難い場合でも、各スタンドの揃速
性を合わせることができる。

【００５０】又、速度応答性が極端に低いスタンドが存
在しても、検出した実速度に十分追従できるだけの速度
応答性を他スタンドが有していれば、その存在位置の如
何に関係なく、各スタンドの揃速性を保持することがで
きる。

【００５１】更に、高応答性が実現可能なスタンドの速
度応答性が、それが低いスタンドに制限されないため
に、外乱に対する張力変動や板厚変動を迅速に抑制する
ことができ、製品の歩留りや品質の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の速度制御装置の概略
構成を示すブロック図

【図２】上記実施例の効果を示す線図

【図３】上記実施例の効果を示す他の線図

【図４】本発明に係る第２実施例の速度制御装置の概略
構成を示すブロック図

【図５】従来の速度制御装置の概略構成を示すブロック
図

【符号の説明】

１０…圧延ロール １２…速度設定器 １４…加減速指令装置 １６…乗算器 １８…電動機 ２０…速度検出器 ２２…減算器 ２４…速度調整器 ２６…トルク調整器 ２８…実速度補正器 ３０…速度比算出器 Ｓ…鋼板 Ｄ…速度指令信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78 H02P 5/46

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延スタンドを駆動する電動機を制御する
   速度制御系が圧延スタンド毎に設けられていると共に、
   速度制御系の応答性が異なる圧延スタンドが混在するタ
   ンデム圧延機の速度制御方法において、 速度制御系の応答性が最低の圧延スタンドの電動機を制
   御するための速度指令値を、ラインの加減速指令値に基
   づいて算出し、 それ以外の圧延スタンドの電動機を制御するための速度
   指令値を、自スタンド以外の電動機の実速度に基づいて
   算出することを特徴とするタンデム圧延機の速度制御方
   法。
2. 【請求項２】請求項１において、 応答性が最低の圧延スタンド以外の圧延スタンドの電動
   機を制御するための速度指令値を、応答性が自スタンド
   以下の圧延スタンドの電動機の実速度に基づいて算出す
   ることを特徴とするタンデム圧延機の速度制御方法。
3. 【請求項３】圧延スタンドを駆動する電動機を制御する
   速度制御系が圧延スタンド毎に設けられ、速度制御系に
   含まれる速度調整器にそれぞれ速度指令信号を入力して
   各圧延スタンドの電動機を制御するタンデム圧延機の速
   度制御装置において、 応答性が最低の速度制御系を有する圧延スタンドでは、
   速度設定器からの設定速度信号と、加減速指令装置から
   の加減速指令信号とが、速度指令信号を算出する乗算器
   に入力されるようになされ、 それ以外の圧延スタンドでは、自スタンド以外の圧延ス
   タンドで検出した電動機の実速度信号を補正する実速度
   補正器と、実速度信号を検出した上記圧延スタンドの速
   度設定器からの設定速度信号に対する、自スタンドの速
   度設定器からの設定速度信号の比を算出する速度比算出
   器とが設けられ、 実速度補正器からの実速度補正信号と、速度比算出器か
   らの速度比信号とが、自スタンドに対する速度指令信号
   を算出する乗算器に入力されるようになされていること
   を特徴とするタンデム圧延機の速度制御装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 応答性が最低の圧延スタンド以外の圧延スタンドでは、
   速度指令信号の算出に用いられる実速度信号が、応答性
   が自スタンド以下の他スタンドから入力されるようにな
   されていることを特徴とするタンデム圧延機の速度制御
   装置。