JP3564509B2 - タンデム圧延機の速度制御方法 - Google Patents
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Description
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷間圧延に用いられる複数スタンドのタンデム圧延機においては、各スタンド毎に圧延ロールを駆動する駆動用電動機の速度制御系が設けられており、電動機軸に取付けられた速度検出器により各スタンド毎に検出された実速度信号をフィードバックして、該実速度信号と実速度指令信号との偏差をなくすように前記速度制御系によって駆動用電動機の回転数が制御される。
【０００３】
このとき、１つの圧延ライン中に速度応答性の異なる圧延スタンドが混在している場合には、各スタンドの揃速性を確保するため、全スタンドの速度応答性を同等にする方法が一般的であり、この方法は最も低応答のスタンドに速度応答性の制限を受ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のような全スタンドの速度応答性を合わせる方法では、最も低応答のスタンドに応答性を制限されてしまい、高応答に調整可能なスタンドにおいても、ラインの加減速・母板板厚変動・摩擦変動等の外乱に対する迅速な速度制御を行うことができないという問題がある。
【０００５】
これに対し、本願発明者のうちの一人は、未公知先願（特願平５−３２６４５０）において、高応答が可能なスタンドは高応答に調整し、低応答なスタンドの実速度と、低応答と高応答の両スタンド間の板厚比から算出した値を高応答スタンドの速度指令に用いるという改良技術を提案している。
【０００６】
しかし、この改良技術に係る、高応答が可能なスタンドを高応答に調整して、低応答スタンドの実速度に高応答スタンドが追従制御するという方法においては、ゼロスタート時のように低応答スタンドの実速度が低過ぎる場合において、これを速度指令としている高応答スタンドがゼロスタートするのに必要な分のトルク出力を得られずにゼロスタートが困難となり、板破断発生やゼロスタートできないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術及び未公知改良技術の有する問題を解決するべくなされたもので、各スタンドの応答性を低応答スタンドに制限されずに揃速性を確保することのできるタンデム圧延機の駆動電動機の速度制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延ミル駆動用電動機の速度制御系の速度応答性が異なる圧延スタンドを有したタンデム圧延機の速度制御方法において、ゼロスタート時以外には、低応答のスタンドの実速度と、速度指令から計算した実速度予測値とから算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答のスタンドの速度指令とし、ゼロスタート時には、低応答のスタンドの速度指令から算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答のスタンドの速度指令とすることにより前記目的を達成したものである。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、ゼロスタート時以外には、高応答が可能なスタンドを高応答に調整して、低応答スタンドの実速度と速度指令から計算した実速度予測値とで算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドの速度指令に用いることにより、高応答スタンドがこの速度指令に十分追従できる程度の応答性を持っていれば、１つのライン中に速度応答性が異なるスタンドを有していても、各スタンドの揃速性を確保することができる。
【００１０】
又、ゼロスタート時には、低応答のスタンドの速度指令を、例えば１次遅れ要素等の伝達関数で補正した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドのゼロスタート時の速度指令とすることで、低応答のスタンドの速度指令から高応答のスタンドがゼロスタートするために必要な立上がりトルクを得るための速度指令を求めることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、本発明の実施例を示す２スタンドタンデム圧延機の速度制御系のブロック線図である。
【００１３】
図１において、Ａスタンドが低応答でＢスタンドが高応答のスタンドとする。まず、Ａスタンドの速度設定器１０と、加減速指令装置１２の出力は、乗算器１４で掛け合わされ、Ａスタンドの速度指令信号となり、減算器１６の入力となる。速度調整器１８はこの指令を受け、トルク調整器２０にトルク指令値を出力する。トルク調整器２０は、入力されたトルク指令値に対応した電力指令値を演算し、その電力指令値を駆動電動機２２へ出力する。Ａスタンドの駆動電動機２２は、このように制御され、圧延ロール２４を駆動し、圧延材２６の圧延が行われる。又、速度検出器２８は、電動機２２の回転速度を検出し、減算器１６へフィードバックする。
【００１４】
このとき、図２に示すように、Ａスタンドの速度指令信号は実速度予測器３０にも入力され、Ａスタンドの実速度の予測値が計算される。ここで、実速度予測器３０には２次遅れ要素｛ｋ ω２ ／（Ｓ２ ＋２ζωＳ＋ω２ ）（但し、ｋ は比例ゲイン、Ｓは複素数、ωは固有角周波数、ζは減衰係数）｝のような伝達関数が組込まれており、これによってＡスタンドの実速度をシミュレーションしている。
【００１５】
この実速度予測器３０の出力は合成器３２のＦＧ１に入力され、ＦＧ２に入力されてくるＡスタンド実速度（速度検出器２８の出力）と合成される。合成器３２で実速度の重み付けを大きくするか、実速度予測値の重み付けを大きくするかはそれぞれＦＧ２とＦＧ１によって調整できる。当然、速度によって重み付けの比率を変化させることも可能である。図５にＦＧの一例を示す。
【００１６】
合成器３２の出力は、ゼロスタート用合成器３４のＦＧ３に入力され、ゼロスタート時以外ではそのまま通過される。つまり、合成器３２の出力＝ゼロスタート用合成器３４の出力であり、これはＢスタンドの乗算器３６にて速度設定比（（Ｂスタンドの設定速度）／（Ａスタンドの設定速度））３８と掛け合わされ、Ｂスタンドの速度指令信号を作り出している。Ｂスタンドの速度応答がこの速度指令信号に十分追従できるだけ高応答であれば、Ａ−Ｂスタンド間の揃速性は確保できる。
【００１７】
又、図２のゼロスタート用合成器３４において、ゼロスタート後一定速度以上でＦＧ４＝１、ＦＧ３＝０の比率となる。
【００１８】
又、ＦＧ１とＦＧ２の調整によって、Ａスタンドの実速度が速度検出器２８の性能限界や雑音等による影響を受けるような場合（この場合、予測値の重みを大きくする）にも制御することができる。
【００１９】
ところで、ゼロスタート時には、Ａスタンドの速度指令信号を入力とするゼロスタート補正器４０の出力をゼロスタート用合成器３４において合成器３２の出力と合成している。この合成値と速度設定比３８を乗算器３６で掛け合わせてＢスタンドの速度指令とする。ここで、ゼロスタート補正器４０は１次遅れ要素｛ｋ ／（１＋ＳＴ）（但し、ｋ は比例ゲイン、Ｓは複素数、Ｔは時定数）｝のような伝達関数が組込まれおり、図３のｅ に示すようなＢスタンドの速度指令の「補正分」を補う役割がある。
【００２０】
図３は、ゼロスタート時の補正の様子を示す線図である。図３において、まず一番上のＡスタンド速度指令の出力がスタートする。このグラフでａ が、Ａスタンドがゼロスタートに必要な分の速度指令値である。ここで、ゼロスタートに必要な分の速度指令が出力されないと、起動トルク分が得られず、電動機は回転せず、２段目のグラフの点線枠ｂ 内に示すようにＡスタンドの実速度は０に近くほとんど検出されない。Ａスタンドの実速度がほとんど０に近いということは、３段目のグラフのｃ が示す合成器３２の出力も点線枠ｄ 内に示すように０に近く、これだけではＢスタンドがゼロスタートするのに必要な分（３段目のグラフのｇ ）の速度指令が得られない。このため、ゼロスタート補正器４０を設けて、ゼロスタート時の補正（３番目のグラフに示すｅ ）を行い、ゼロスタート用合成器３４の出力ｆ を得て、Ｂスタンドがゼロスタートするのに必要な分ｇ を確保している。これにより、一番下のＢスタンドの実速度のグラフのｈ の部分が示すように、Ａスタンドと同時にゼロスタートすることができる。
【００２１】
図４は、２スタンドより多数のスタンドになった場合の構成例を示すブロック線図である。
【００２２】
図４では、第１、第２スタンドが高応答で、第３〜第５スタンドが低応答である場合を示したが、これに限られるものではなく、それぞれのスタンドの数は変更可能である。又、高応答スタンドと低応答スタンドの配列順序も図４とは逆にしてもよく、更に、高応答スタンドと低応答スタンドが交互に並んでいてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、ゼロスタート時以外には、高応答が可能なスタンドを高応答に調整して、低応答スタンドの実速度と速度指令から計算した実速度予測値とで算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドの速度指令とし、この速度指令に高応答のスタンドが追従することにより、応答性の異なるスタンドが同一タンデムミル内に存在しても各スタンドの揃速性を保つことができる。このとき、高応答スタンドの速度指令に実速度予測値も用いているが、これにより実速度検出器の限界（低速域での誤差）や外乱による影響を直接受けるのを避けることができる。
【００２４】
又、ゼロスタート時には、低応答スタンドの速度指令から算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドの速度指令とすることで、高応答スタンドがゼロスタートするために必要な分の速度指令を得ることができる。
【００２５】
更に、高応答が可能なスタンドを速度応答性の低いスタンドに制限されないために、高応答スタンドは外乱に対する張力変動及び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】本発明の実施例の構成を示すブロック線図
【図２】高応答スタンドの計算方式を示すブロック線図
【図３】ゼロスタート時の補正の様子を示す線図
【図４】本発明の多スタンドの構成を示すブロック線図
【図５】本実施例で用いられるＦＧテーブルの一例を示す線図
【符号の説明】
１０…速度設定器
１２…加減速指令装置
１４、３６…乗算器
１６…減算器
１８…速度調整器
２０…トルク調整器
２２…電動機
２４…圧延ロール
２６…圧延材
２８…速度検出器
３０…実速度予測器
３２…合成器
３４…ゼロスタート用合成器
３８…速度設定比
４０…ゼロスタート補正器
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷間圧延に用いられる複数スタンドのタンデム圧延機においては、各スタンド毎に圧延ロールを駆動する駆動用電動機の速度制御系が設けられており、電動機軸に取付けられた速度検出器により各スタンド毎に検出された実速度信号をフィードバックして、該実速度信号と実速度指令信号との偏差をなくすように前記速度制御系によって駆動用電動機の回転数が制御される。
【０００３】
このとき、１つの圧延ライン中に速度応答性の異なる圧延スタンドが混在している場合には、各スタンドの揃速性を確保するため、全スタンドの速度応答性を同等にする方法が一般的であり、この方法は最も低応答のスタンドに速度応答性の制限を受ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のような全スタンドの速度応答性を合わせる方法では、最も低応答のスタンドに応答性を制限されてしまい、高応答に調整可能なスタンドにおいても、ラインの加減速・母板板厚変動・摩擦変動等の外乱に対する迅速な速度制御を行うことができないという問題がある。
【０００５】
これに対し、本願発明者のうちの一人は、未公知先願（特願平５−３２６４５０）において、高応答が可能なスタンドは高応答に調整し、低応答なスタンドの実速度と、低応答と高応答の両スタンド間の板厚比から算出した値を高応答スタンドの速度指令に用いるという改良技術を提案している。
【０００６】
しかし、この改良技術に係る、高応答が可能なスタンドを高応答に調整して、低応答スタンドの実速度に高応答スタンドが追従制御するという方法においては、ゼロスタート時のように低応答スタンドの実速度が低過ぎる場合において、これを速度指令としている高応答スタンドがゼロスタートするのに必要な分のトルク出力を得られずにゼロスタートが困難となり、板破断発生やゼロスタートできないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術及び未公知改良技術の有する問題を解決するべくなされたもので、各スタンドの応答性を低応答スタンドに制限されずに揃速性を確保することのできるタンデム圧延機の駆動電動機の速度制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延ミル駆動用電動機の速度制御系の速度応答性が異なる圧延スタンドを有したタンデム圧延機の速度制御方法において、ゼロスタート時以外には、低応答のスタンドの実速度と、速度指令から計算した実速度予測値とから算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答のスタンドの速度指令とし、ゼロスタート時には、低応答のスタンドの速度指令から算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答のスタンドの速度指令とすることにより前記目的を達成したものである。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、ゼロスタート時以外には、高応答が可能なスタンドを高応答に調整して、低応答スタンドの実速度と速度指令から計算した実速度予測値とで算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドの速度指令に用いることにより、高応答スタンドがこの速度指令に十分追従できる程度の応答性を持っていれば、１つのライン中に速度応答性が異なるスタンドを有していても、各スタンドの揃速性を確保することができる。
【００１０】
又、ゼロスタート時には、低応答のスタンドの速度指令を、例えば１次遅れ要素等の伝達関数で補正した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドのゼロスタート時の速度指令とすることで、低応答のスタンドの速度指令から高応答のスタンドがゼロスタートするために必要な立上がりトルクを得るための速度指令を求めることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、本発明の実施例を示す２スタンドタンデム圧延機の速度制御系のブロック線図である。
【００１３】
図１において、Ａスタンドが低応答でＢスタンドが高応答のスタンドとする。まず、Ａスタンドの速度設定器１０と、加減速指令装置１２の出力は、乗算器１４で掛け合わされ、Ａスタンドの速度指令信号となり、減算器１６の入力となる。速度調整器１８はこの指令を受け、トルク調整器２０にトルク指令値を出力する。トルク調整器２０は、入力されたトルク指令値に対応した電力指令値を演算し、その電力指令値を駆動電動機２２へ出力する。Ａスタンドの駆動電動機２２は、このように制御され、圧延ロール２４を駆動し、圧延材２６の圧延が行われる。又、速度検出器２８は、電動機２２の回転速度を検出し、減算器１６へフィードバックする。
【００１４】
このとき、図２に示すように、Ａスタンドの速度指令信号は実速度予測器３０にも入力され、Ａスタンドの実速度の予測値が計算される。ここで、実速度予測器３０には２次遅れ要素｛ｋ ω２ ／（Ｓ２ ＋２ζωＳ＋ω２ ）（但し、ｋ は比例ゲイン、Ｓは複素数、ωは固有角周波数、ζは減衰係数）｝のような伝達関数が組込まれており、これによってＡスタンドの実速度をシミュレーションしている。
【００１５】
この実速度予測器３０の出力は合成器３２のＦＧ１に入力され、ＦＧ２に入力されてくるＡスタンド実速度（速度検出器２８の出力）と合成される。合成器３２で実速度の重み付けを大きくするか、実速度予測値の重み付けを大きくするかはそれぞれＦＧ２とＦＧ１によって調整できる。当然、速度によって重み付けの比率を変化させることも可能である。図５にＦＧの一例を示す。
【００１６】
合成器３２の出力は、ゼロスタート用合成器３４のＦＧ３に入力され、ゼロスタート時以外ではそのまま通過される。つまり、合成器３２の出力＝ゼロスタート用合成器３４の出力であり、これはＢスタンドの乗算器３６にて速度設定比（（Ｂスタンドの設定速度）／（Ａスタンドの設定速度））３８と掛け合わされ、Ｂスタンドの速度指令信号を作り出している。Ｂスタンドの速度応答がこの速度指令信号に十分追従できるだけ高応答であれば、Ａ−Ｂスタンド間の揃速性は確保できる。
【００１７】
又、図２のゼロスタート用合成器３４において、ゼロスタート後一定速度以上でＦＧ４＝１、ＦＧ３＝０の比率となる。
【００１８】
又、ＦＧ１とＦＧ２の調整によって、Ａスタンドの実速度が速度検出器２８の性能限界や雑音等による影響を受けるような場合（この場合、予測値の重みを大きくする）にも制御することができる。
【００１９】
ところで、ゼロスタート時には、Ａスタンドの速度指令信号を入力とするゼロスタート補正器４０の出力をゼロスタート用合成器３４において合成器３２の出力と合成している。この合成値と速度設定比３８を乗算器３６で掛け合わせてＢスタンドの速度指令とする。ここで、ゼロスタート補正器４０は１次遅れ要素｛ｋ ／（１＋ＳＴ）（但し、ｋ は比例ゲイン、Ｓは複素数、Ｔは時定数）｝のような伝達関数が組込まれおり、図３のｅ に示すようなＢスタンドの速度指令の「補正分」を補う役割がある。
【００２０】
図３は、ゼロスタート時の補正の様子を示す線図である。図３において、まず一番上のＡスタンド速度指令の出力がスタートする。このグラフでａ が、Ａスタンドがゼロスタートに必要な分の速度指令値である。ここで、ゼロスタートに必要な分の速度指令が出力されないと、起動トルク分が得られず、電動機は回転せず、２段目のグラフの点線枠ｂ 内に示すようにＡスタンドの実速度は０に近くほとんど検出されない。Ａスタンドの実速度がほとんど０に近いということは、３段目のグラフのｃ が示す合成器３２の出力も点線枠ｄ 内に示すように０に近く、これだけではＢスタンドがゼロスタートするのに必要な分（３段目のグラフのｇ ）の速度指令が得られない。このため、ゼロスタート補正器４０を設けて、ゼロスタート時の補正（３番目のグラフに示すｅ ）を行い、ゼロスタート用合成器３４の出力ｆ を得て、Ｂスタンドがゼロスタートするのに必要な分ｇ を確保している。これにより、一番下のＢスタンドの実速度のグラフのｈ の部分が示すように、Ａスタンドと同時にゼロスタートすることができる。
【００２１】
図４は、２スタンドより多数のスタンドになった場合の構成例を示すブロック線図である。
【００２２】
図４では、第１、第２スタンドが高応答で、第３〜第５スタンドが低応答である場合を示したが、これに限られるものではなく、それぞれのスタンドの数は変更可能である。又、高応答スタンドと低応答スタンドの配列順序も図４とは逆にしてもよく、更に、高応答スタンドと低応答スタンドが交互に並んでいてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、ゼロスタート時以外には、高応答が可能なスタンドを高応答に調整して、低応答スタンドの実速度と速度指令から計算した実速度予測値とで算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドの速度指令とし、この速度指令に高応答のスタンドが追従することにより、応答性の異なるスタンドが同一タンデムミル内に存在しても各スタンドの揃速性を保つことができる。このとき、高応答スタンドの速度指令に実速度予測値も用いているが、これにより実速度検出器の限界（低速域での誤差）や外乱による影響を直接受けるのを避けることができる。
【００２４】
又、ゼロスタート時には、低応答スタンドの速度指令から算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答スタンドの速度指令とすることで、高応答スタンドがゼロスタートするために必要な分の速度指令を得ることができる。
【００２５】
更に、高応答が可能なスタンドを速度応答性の低いスタンドに制限されないために、高応答スタンドは外乱に対する張力変動及び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】本発明の実施例の構成を示すブロック線図
【図２】高応答スタンドの計算方式を示すブロック線図
【図３】ゼロスタート時の補正の様子を示す線図
【図４】本発明の多スタンドの構成を示すブロック線図
【図５】本実施例で用いられるＦＧテーブルの一例を示す線図
【符号の説明】
１０…速度設定器
１２…加減速指令装置
１４、３６…乗算器
１６…減算器
１８…速度調整器
２０…トルク調整器
２２…電動機
２４…圧延ロール
２６…圧延材
２８…速度検出器
３０…実速度予測器
３２…合成器
３４…ゼロスタート用合成器
３８…速度設定比
４０…ゼロスタート補正器
Claims (1)
- 圧延ミル駆動用電動機の速度制御系の速度応答性が異なる圧延スタンドを有したタンデム圧延機の速度制御方法において、
ゼロスタート時以外には、低応答のスタンドの実速度と、速度指令から計算した実速度予測値とから算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答のスタンドの速度指令とし、
ゼロスタート時には、低応答のスタンドの速度指令から算出した値に速度設定比を掛け合せた値を、隣接する高応答のスタンドの速度指令とすることを特徴とするタンデム圧延機の速度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21161694A JP3564509B2 (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | タンデム圧延機の速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21161694A JP3564509B2 (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | タンデム圧延機の速度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0871624A JPH0871624A (ja) | 1996-03-19 |
| JP3564509B2 true JP3564509B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=16608716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21161694A Expired - Fee Related JP3564509B2 (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | タンデム圧延機の速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3564509B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210220883A1 (en) * | 2018-12-12 | 2021-07-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Control apparatus of tandem rolling mill |
| JP7327332B2 (ja) * | 2020-09-18 | 2023-08-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | エッジドロップ制御装置 |
-
1994
- 1994-09-06 JP JP21161694A patent/JP3564509B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0871624A (ja) | 1996-03-19 |
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