JP4598112B2

JP4598112B2 - Looper motor controller

Info

Publication number: JP4598112B2
Application number: JP2008234910A
Authority: JP
Inventors: 本博明松; 藤義人加
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2008296284A

Description

本発明は、連続圧延機のスタンド間に配設され鋼板等の圧延材の張力を調節するルーパのルーパ角度を可変するルーパ電動機に対して速度制御を行うルーパ電動機制御装置に関するものである。 The present invention relates to a looper motor control device that performs speed control on a looper motor that is disposed between stands of a continuous rolling mill and adjusts the looper angle of a looper that adjusts the tension of a rolled material such as a steel plate.

図６は圧延システムの一部の構成を示す説明図である（例えば特許文献１参照）。この図において、圧延材１は圧延スタンド２Ａ，２Ｂを通過するようになっている。これら圧延スタンド２Ａ，２Ｂは、一対のワークロール３及びバックアップロール４により構成されている。圧延スタンド２Ａ，２Ｂの中間部分には、ロール５a及びアーム５bにより形成されるルーパ５が配設されており、圧延材１はこのルーパ５により与えられる「たわみ」により張力を可変されるようになっている。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a partial configuration of the rolling system (see, for example, Patent Document 1). In this figure, the rolled material 1 passes through rolling stands 2A and 2B. These rolling stands 2 </ b> A and 2 </ b> B are configured by a pair of work rolls 3 and a backup roll 4. A looper 5 formed by a roll 5a and an arm 5b is disposed in an intermediate portion of the rolling stands 2A and 2B, and the tension of the rolled material 1 can be changed by “deflection” provided by the looper 5. It has become.

ルーパ５のアーム５bはルーパ電動機６により回転されるようになっており、このときアーム５bが水平面となす角度θをルーパ角度と呼ぶ。このルーパ角度θを可変することにより圧延材１の張力が変化することになる。速度センサ７は、ルーパ電動機６の速度を検出し、その検出信号をルーパ電動機制御装置８に出力するようになっている。そして、ルーパ電動機制御装置８は速度センサ７からの速度検出信号に基づきルーパ電動機６に対する制御を行うようになっている。 The arm 5b of the looper 5 is rotated by the looper motor 6. At this time, an angle θ formed by the arm 5b with the horizontal plane is called a looper angle. By varying the looper angle θ, the tension of the rolled material 1 changes. The speed sensor 7 detects the speed of the looper motor 6 and outputs the detection signal to the looper motor control device 8. The looper motor control device 8 controls the looper motor 6 based on the speed detection signal from the speed sensor 7.

ルーパ電動機制御装置８は、外部のコントローラ９からの指令によりルーパ電動機６に対する制御を行うと共に、その制御内容についてのデータをコントローラ９に出力するようになっている。コントローラ９は、このデータを参照しつつ圧延スタンド２Ａ，２Ｂに対する制御を行うようになっている。 The looper motor control device 8 controls the looper motor 6 according to a command from the external controller 9 and outputs data about the control contents to the controller 9. The controller 9 controls the rolling stands 2A and 2B while referring to this data.

図７及び図８は従来のルーパ電動機制御装置の構成を示すブロック図であり、図７はルーパ電動機制御装置８が速度制御を行う場合、図８はルーパ電動機制御装置８が電流制御を行う場合を示している。なお、ルーパ電動機６に対する制御を速度制御又は電流制御のいずれにするかは、圧延材１の材料、形状、寸法、あるいはその他の条件等により決まるようになっている。 7 and 8 are block diagrams showing the configuration of a conventional looper motor control device. FIG. 7 shows the case where the looper motor control device 8 performs speed control, and FIG. 8 shows the case where the looper motor control device 8 performs current control. Is shown. Whether to control the looper motor 6 as speed control or current control is determined by the material, shape, dimensions, or other conditions of the rolled material 1.

図７において、ルーパ電動機制御装置８は、減算器１０、速度検出系回路１１、速度制御回路１２、及び電流制御回路１３を備えている。電流制御回路１３の出力信号は電動機・機械系回路１４に送られ、電動機・機械系回路１４の出力信号は積分器１５に送られると共に速度検出系回路１１にも送られるようになっている。そして、積分器１５は出力信号であるルーパ角度θをコントローラ９に送るようになっている。なお、各回路のブロック内に記載されている文字又は式はその回路の伝達関数を表しており、各文字は下記の事項を示している。 In FIG. 7, the looper motor control device 8 includes a subtracter 10, a speed detection system circuit 11, a speed control circuit 12, and a current control circuit 13. The output signal of the current control circuit 13 is sent to the electric motor / mechanical circuit 14, and the output signal of the electric motor / mechanical circuit 14 is sent to the integrator 15 and also to the speed detection system circuit 11. Then, the integrator 15 sends a looper angle θ as an output signal to the controller 9. In addition, the character or formula described in the block of each circuit represents the transfer function of that circuit, and each character indicates the following matters.

Ｓ：ラプラス演算子
ＫP：比例ゲイン
Ｔi：積分時定数
Ｊ：モーメント
Ｔc：電流制御系時定数
Ｋi：電流変換係数
ＫΦ：磁束
Ｋs1：速度フィードバックゲイン S: Laplace operator KP: Proportional gain Ti: Integral time constant J: Moment Tc: Current control system time constant Ki: Current conversion coefficient KΦ: Magnetic flux Ks1: Speed feedback gain

次に、図７の作用につき説明する。減算器１０は、コントローラ９からの電動機速度基準信号ωrをプラス入力端子に入力すると共に、速度検出系回路１１からの電動機速度フィードバック信号ωfをマイナス入力端子に入力し、これらの信号の偏差を速度制御回路１２に出力する。速度制御回路１２は、この偏差がゼロとなるように電流基準信号を電流制御回路１３に出力し、電流制御回路１３はこの電流基準信号の入力に基づきトルク基準信号を電動機・機械系回路１４に出力する。電動機・機械系回路１４は、このトルク基準信号の入力に基づきルーパ５を駆動制御する。電動機・機械系回路１４からの駆動制御信号は積分器１５に送られ、積分器１５はこの信号を積分することによりルーパ角度θをコントローラ９に出力する。コントローラ９は、このルーパ角度θをルーパ電動機制御以外の他の制御に用いるようにする。そして、電動機・機械系回路１４からの駆動制御信号は速度検出系回路１１にも送られ、速度検出系回路１１は前記の電動機速度フィードバック信号ωfを減算器１０のマイナス入力端子に出力する。 Next, the operation of FIG. 7 will be described. The subtractor 10 inputs the motor speed reference signal ωr from the controller 9 to the plus input terminal, and also inputs the motor speed feedback signal ωf from the speed detection system circuit 11 to the minus input terminal, and calculates the deviation of these signals as the speed. Output to the control circuit 12. The speed control circuit 12 outputs a current reference signal to the current control circuit 13 so that the deviation becomes zero, and the current control circuit 13 sends the torque reference signal to the motor / mechanical circuit 14 based on the input of the current reference signal. Output. The electric motor / mechanical circuit 14 drives and controls the looper 5 based on the input of the torque reference signal. The drive control signal from the motor / mechanical circuit 14 is sent to the integrator 15, and the integrator 15 integrates this signal to output the looper angle θ to the controller 9. The controller 9 uses the looper angle θ for control other than the looper motor control. The drive control signal from the motor / mechanical circuit 14 is also sent to the speed detection system circuit 11, and the speed detection system circuit 11 outputs the motor speed feedback signal ωf to the minus input terminal of the subtractor 10.

また、図８において、ルーパ電動機制御装置８は、減算器１６、電流制御回路１３、及び電流検出系回路１７を備えており、電流制御回路１３はＰＩ制御回路１８及びトルク係数演算回路１９を有している。電流制御回路１３を構成するトルク係数演算回路１９の出力信号は電動機・機械系回路１４に送られると共に電流検出系回路１７にも送られるようになっている。そして、電動機・機械系回路１４の出力信号は積分器１５に送られ、積分器１５は出力信号であるルーパ角度θをコントローラ９に送るようになっている。なお、各回路のブロック内に記載されている文字又は式はその回路の伝達関数を表しており、各文字は下記の事項を示している。 In FIG. 8, the looper motor control device 8 includes a subtractor 16, a current control circuit 13, and a current detection system circuit 17, and the current control circuit 13 includes a PI control circuit 18 and a torque coefficient calculation circuit 19. is doing. The output signal of the torque coefficient calculation circuit 19 constituting the current control circuit 13 is sent to the electric motor / mechanical circuit 14 and also to the current detection circuit 17. The output signal of the motor / mechanical circuit 14 is sent to the integrator 15, and the integrator 15 sends the looper angle θ as an output signal to the controller 9. In addition, the character or formula described in the block of each circuit represents the transfer function of that circuit, and each character indicates the following matters.

Ｓ：ラプラス演算子
ＫPa：比例ゲイン
Ｔia：積分時定数
Ｊ：モーメント
Ｌ，Ｒ：電動機定数
Ｋcg：変換器ゲイン
ＫΦ：磁束
Ｋs2：電流フィードバックゲイン S: Laplace operator KPa: Proportional gain Tia: Integral time constant J: Moment L, R: Motor constant Kcg: Converter gain KΦ: Magnetic flux Ks2: Current feedback gain

次に、図８の作用につき説明する。減算器１６は、コントローラ９からの電動機電流基準信号Ｉrefexをプラス入力端子に入力すると共に、電流検出系回路１７からの電動機電流フィードバック信号Ｉfをマイナス入力端子に入力し、これらの信号の偏差をＰＩ制御回路１８に出力する。ＰＩ制御回路１８は、この偏差がゼロとなるようにＰＩ制御信号をトルク係数演算回路１９に出力し、電動機・機械系回路１４は、このＰＩ制御信号の入力に基づきトルク基準信号を電動機・機械系回路１４に出力する。電動機・機械系回路１４は、このトルク基準信号の入力に基づきルーパ５を駆動制御する。電動機・機械系回路１４からの駆動制御信号は積分器１５に送られ、積分器１５はこの信号を積分することによりルーパ角度θをコントローラ９に出力する。コントローラ９は、このルーパ角度θをルーパ電動機制御以外の他の制御に用いるようにする。そして、電動機・機械系回路１４からの駆動制御信号は電流検出系回路１７にも送られ、電流検出系回路１７は前記の電動機電流フィードバック信号Ｉfを減算器１６のマイナス入力端子に出力する。
特開平９-１９２７１６号公報 Next, the operation of FIG. 8 will be described. The subtractor 16 inputs the motor current reference signal Irefex from the controller 9 to the positive input terminal, and also inputs the motor current feedback signal If from the current detection system circuit 17 to the negative input terminal, and calculates the deviation between these signals as PI. Output to the control circuit 18. The PI control circuit 18 outputs a PI control signal to the torque coefficient calculation circuit 19 so that the deviation becomes zero, and the electric motor / mechanical circuit 14 outputs the torque reference signal to the electric motor / machine based on the input of the PI control signal. Output to the system circuit 14. The electric motor / mechanical circuit 14 controls the looper 5 based on the input of the torque reference signal. A drive control signal from the motor / mechanical circuit 14 is sent to the integrator 15, and the integrator 15 integrates this signal to output the looper angle θ to the controller 9. The controller 9 uses the looper angle θ for control other than the looper motor control. The drive control signal from the motor / mechanical circuit 14 is also sent to the current detection system circuit 17, and the current detection system circuit 17 outputs the motor current feedback signal If to the minus input terminal of the subtractor 16.
JP-A-9-192716

上記のようなルーパ電動機制御装置８のルーパ電動機６に対する速度制御又は電流制御によりルーパ角度θが可変され、圧延材１の張力制御が行われる。ところで、図９は、ルーパ５におけるルーパ角度θとモーメント比との間の対応関係を示す特性図であり（但し、実際にはルーパ角度θがゼロになることはあり得ない）、この特性図からも明らかなように、ルーパ角度θが可変されることによりアーム５bに加わるモーメントは変化する。したがって、このルーパ角度θを正確且つ迅速に可変するためのルーパ電動機６の発生トルクはθの値によって変化するので、図７及び図８に示した各伝達関数における定数もルーパ角度θの変化を取り込んだ値とすることが、ルーパ電動機６の制御の安定性の面からは好ましい。しかし、従来は上記したように、ルーパ角度θの変化を取り入れたルーパ電動機６の制御は全く行われておらず、ルーパ電動機６の制御について安定性を一定レベル以上向上させることはできなかった。 The looper angle θ is varied by speed control or current control on the looper motor 6 of the looper motor control device 8 as described above, and tension control of the rolled material 1 is performed. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the correspondence between the looper angle θ and the moment ratio in the looper 5 (however, the looper angle θ cannot actually be zero). As can be seen from the above, the moment applied to the arm 5b changes as the looper angle θ is varied. Therefore, the torque generated by the looper motor 6 for changing the looper angle θ accurately and quickly varies depending on the value of θ. Therefore, the constants in the transfer functions shown in FIGS. 7 and 8 also change the looper angle θ. It is preferable from the viewpoint of control stability of the looper motor 6 that the value is taken in. However, conventionally, as described above, the control of the looper motor 6 incorporating the change in the looper angle θ has not been performed at all, and the stability of the control of the looper motor 6 could not be improved beyond a certain level.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ルーパ角度θの変化を取り入れることにより、ルーパ電動機の制御について安定性を向上させることが可能なルーパ電動機制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a looper motor control device that can improve the stability of the control of the looper motor by incorporating the change of the looper angle θ. .

上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、圧延材の張力制御のためにルーパ角度を可変するルーパ電動機の電流制御を、電動機電流基準信号と電動機電流フィードバック信号との偏差に基づき行うルーパ電動機制御装置において、前記ルーパ角度の演算値の入力に基づき、前記電流制御を行う際の電動機電流基準を補正する電動機電流基準補正回路を備えた、ことを特徴とする。 As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that the current control of the looper motor that changes the looper angle for tension control of the rolled material is performed by the deviation between the motor current reference signal and the motor current feedback signal. In the looper motor control device performed based on the above, a motor current reference correction circuit for correcting a motor current reference when performing the current control based on the input of the calculated value of the looper angle is provided.

本発明によれば、ルーパ角度の演算値の入力に基づき電流制御を行う際の電動機電流基準を補正する電動機電流基準補正回路を備えた構成としたので、ルーパ角度θの変化を取り入れることによりルーパ電動機の制御について安定性を向上させることが可能なルーパ電動機制御装置を実現することができる。 According to the present invention, since the motor current reference correction circuit for correcting the motor current reference when performing current control based on the input of the calculated value of the looper angle is provided, the looper angle θ can be adjusted by incorporating the change in the looper angle θ. A looper motor control device capable of improving the stability of the motor control can be realized.

以下、本発明の各参考例及び実施形態を図１乃至図５に基づき説明する。但し、図７及び図８と同様の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, reference examples and embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the same components as those in FIG. 7 and FIG.

図１は、本発明の第１の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ａの構成を示すブロック図である。この図のルーパ電動機制御装置８Ａが図７におけるルーパ電動機制御装置８と異なる点は、積分器１５からのルーパ角度θの入力に基づき基準比例ゲインＫp（固定値）を補正して補正後比例ゲインＫpxを出力するゲイン定数補正回路２０が付加されており、更に、速度制御回路１２がこの補正された補正後比例ゲインＫpxを用いて電流基準信号を演算出力するようになっている点である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a looper motor control device 8A according to a first reference example of the present invention. The looper motor control device 8A in this figure is different from the looper motor control device 8 in FIG. 7 in that the corrected proportional gain is obtained by correcting the reference proportional gain Kp (fixed value) based on the input of the looper angle θ from the integrator 15. A gain constant correction circuit 20 for outputting Kpx is added, and the speed control circuit 12 calculates and outputs a current reference signal using the corrected proportional gain Kpx after correction.

そして、ゲイン定数補正回路２０は、ルーパ角度θの入力に基づきその余弦値COSθを出力する余弦関数器２１と、固定値である基準比例ゲインＫpを出力する定数設定器２２と、Ｋp及びCOSθの乗算値を演算する乗算器２３と、乗算器２３の演算結果にリミットを設けるリミット回路２４とを有している。このリミット回路２４は、ルーパ角度θが９０°に達したときにCOSθの値がゼロとなり、乗算器２３の乗算値がゼロになろうとするのを防止するためのものである。 The gain constant correction circuit 20 outputs a cosine value COSθ based on the input of the looper angle θ, a constant setter 22 that outputs a reference proportional gain Kp that is a fixed value, and Kp and COSθ. A multiplier 23 for calculating a multiplication value and a limit circuit 24 for limiting the calculation result of the multiplier 23 are provided. The limit circuit 24 is for preventing the value of COSθ from becoming zero when the looper angle θ reaches 90 °, and preventing the multiplication value of the multiplier 23 from becoming zero.

次に、図１の作用につき説明する。余弦関数器２１は、積分器１５が出力するルーパ角度θを入力し、その余弦値COSθを乗算器２３に出力する。乗算器２３は、定数設定器２２からの比例ゲインＫpとこの余弦値COSθとの乗算値をリミット回路２４に出力し、リミット回路２４はこの入力に基づき補正後比例ゲインＫpxを速度制御回路１２に出力する。そして、速度制御回路１２はこの補正された補正後比例ゲインＫpxを用いて演算した電流基準信号を電流制御回路１３に出力する。 Next, the operation of FIG. 1 will be described. The cosine function unit 21 receives the looper angle θ output from the integrator 15 and outputs the cosine value COSθ to the multiplier 23. The multiplier 23 outputs a multiplication value of the proportional gain Kp from the constant setter 22 and the cosine value COSθ to the limit circuit 24, and the limit circuit 24 supplies the corrected proportional gain Kpx to the speed control circuit 12 based on this input. Output. Then, the speed control circuit 12 outputs a current reference signal calculated using the corrected proportional gain Kpx to the current control circuit 13.

このように、この参考例におけるルーパ電動機制御装置８Ａでは、ゲイン定数補正回路２０がルーパ角度θの変化に応じて比例ゲインＫpを補正し、その補正後比例ゲインＫpxを速度制御回路１２に出力しているので、速度制御回路１２の出力はルーパ角度θの変化を取り込んだ適切な出力となり、電流制御回路１３及び電動機・機械系回路１４の出力も適切なものとなる。したがって、従来よりもルーパ電動機６の制御について安定性を向上させることが可能になる。 Thus, in the looper motor control device 8A in this reference example, the gain constant correction circuit 20 corrects the proportional gain Kp in accordance with the change in the looper angle θ, and outputs the corrected proportional gain Kpx to the speed control circuit 12. Therefore, the output of the speed control circuit 12 becomes an appropriate output taking in the change of the looper angle θ, and the outputs of the current control circuit 13 and the electric motor / mechanical circuit 14 are also appropriate. Therefore, it is possible to improve the stability of the control of the looper motor 6 as compared with the conventional case.

図２は、本発明の第２の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ｂの構成を示すブロック図である。この図のルーパ電動機制御装置８Ｂが図１におけるルーパ電動機制御装置８Ａと異なる点は、余弦関数器２１からの余弦値COSθと速度検出系回路１１からの電動機速度フィードバック信号ωfの入力に基づき加減速トルクＴqaccを演算し、これをコントローラ９に出力する加減速トルク演算回路２５が付加されている点である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a looper motor control device 8B according to a second reference example of the present invention. 1 differs from the looper motor control device 8A in FIG. 1 in that acceleration / deceleration is based on the input of the cosine value COSθ from the cosine function unit 21 and the motor speed feedback signal ωf from the speed detection system circuit 11. An acceleration / deceleration torque calculation circuit 25 that calculates the torque Tqacc and outputs the torque Tqacc to the controller 9 is added.

そして、加減速トルク演算回路２５は、速度検出系回路１１からの電動機速度フィードバック信号ωfの微分演算を行う微分器２６と、ルーパ電動機及び機械の慣性モーメントＧＤ2（ＧＤの２乗）を出力する慣性モーメント設定器２７と、微分器２６からの微分値と慣性モーメント設定器２７からの慣性モーメント値との乗算値を演算し、これをトルク信号Ｔとして出力する乗算器２８と、乗算器２８からのトルク信号ＴにゲインＧをかけて基準トルク信号Ｔqxを出力するゲイン回路２９と、ゲイン回路２９からの基準トルクＴqxと余弦関数器２１からの余弦値COSθとの乗算値を演算し、これを加減速トルクＴqaccとしてコントローラ９に出力する乗算器３０とを有している。 The acceleration / deceleration torque calculation circuit 25 outputs a differentiator 26 that performs a differential calculation of the motor speed feedback signal ωf from the speed detection system circuit 11 and an inertial moment GD2 (the square of GD) of the looper motor and the machine. A moment setter 27, a multiplier 28 that calculates a differential value from the differentiator 26 and an inertia moment value from the inertia moment setter 27, and outputs this as a torque signal T; A gain circuit 29 that multiplies the torque signal T by a gain G and outputs a reference torque signal Tqx; a multiplication value of the reference torque Tqx from the gain circuit 29 and the cosine value COSθ from the cosine function unit 21 is calculated and added. And a multiplier 30 that outputs to the controller 9 as the deceleration torque Tqacc.

次に、図２の作用につき説明する。ゲイン定数補正回路２０がルーパ角度θの変化に応じて比例ゲインＫpを補正し、これを速度制御回路１２に出力することによりルーパ電動機６の安定な制御を行っている点は図１の構成と同様である。しかし、図２の構成ではこれと同時に、速度検出系回路１１からの電動機速度フィードバック信号ωfに基づき微分器２６、慣性モーメント設定器２７、乗算器２８、及びゲイン回路２９により基準トルクＴqxを生成し、乗算器３０がこの基準トルクＴqxに余弦関数器２１からの余弦値COSθを乗算することにより加減速トルクＴqaccを生成してコントローラ９に出力している。すなわち、コントローラ９はルーパ電動機制御装置８Ｂからルーパ角度θの変化を取り込んだ加減速トルクＴqaccを得ることができ、圧延スタンド２Ａ，２Ｂに対してより精度の高い制御を行うことが可能になる。 Next, the operation of FIG. 2 will be described. The gain constant correction circuit 20 corrects the proportional gain Kp in accordance with the change in the looper angle θ and outputs it to the speed control circuit 12 to control the looper motor 6 stably. It is the same. However, in the configuration of FIG. 2, at the same time, the reference torque Tqx is generated by the differentiator 26, the moment of inertia setting device 27, the multiplier 28, and the gain circuit 29 based on the motor speed feedback signal ωf from the speed detection system circuit 11. The multiplier 30 multiplies the reference torque Tqx by the cosine value COSθ from the cosine function unit 21 to generate an acceleration / deceleration torque Tqacc and outputs it to the controller 9. That is, the controller 9 can obtain the acceleration / deceleration torque Tqacc incorporating the change in the looper angle θ from the looper motor controller 8B, and can perform more accurate control on the rolling stands 2A and 2B.

図３は、本発明の第３の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ｃの構成を示すブロック図である。この図のルーパ電動機制御装置８Ｃが図１におけるルーパ電動機制御装置８Ａと異なる点は、余弦関数器２１からの余弦値COSθに基づき電力損失分（メカロスデータともいう）を演算し、これをコントローラ９に出力する電力損失分補正回路３１が付加されている点である。ここで、電力損失分とはルーパ電動機６がルーパ５のアーム５bを支持するためにのみ費やされ張力制御に寄与しない電力分のことを指している。したがって、コントローラ９が圧延材１に対する張力制御を精度良く行うためには、この電力損失分を正確に求めることが必要である。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a looper motor control device 8C according to a third reference example of the present invention. The looper motor control device 8C in this figure is different from the looper motor control device 8A in FIG. The point is that a power loss correction circuit 31 to be output is added. Here, the amount of power loss refers to the amount of power that is consumed only by the looper motor 6 to support the arm 5b of the looper 5 and does not contribute to tension control. Therefore, in order for the controller 9 to accurately control the tension on the rolled material 1, it is necessary to accurately obtain the power loss.

そして、電力損失分補正回路３１は、固定値であるメカロスデータＩlossを出力する電力損失分設定器３２と、電力損失分設定器３２からのメカロスデータＩlossに余弦関数器２１からの余弦値COSθを乗算することによりメカロスデータＩlossxを演算し、これをコントローラ９に出力する乗算器３３とを有している。 Then, the power loss correction circuit 31 outputs a fixed value of mechanical loss data Iloss, a power loss setting unit 32, and the mechanical loss data Iloss from the power loss setting unit 32 to the cosine value COSθ from the cosine function unit 21. Multiplier 33 which calculates mechanical loss data Ilossx by multiplication and outputs it to controller 9 is provided.

次に、図３の作用につき説明する。ゲイン定数補正回路２０がルーパ角度θの変化に応じて比例ゲインＫpを補正し、これを速度制御回路１２に出力することによりルーパ電動機６の安定な制御を行っている点は図１の構成と同様である。しかし、図３の構成ではこれと同時に、乗算器３３が電力損失分設定器３２からのメカロスデータＩlossに余弦関数器２１からの余弦値COSθを乗算することによりメカロスデータＩlossxを演算し、これをコントローラ９に出力している。したがって、コントローラ９はルーパ電動機制御装置８Ｃからルーパ角度θの変化を取り込んだ正確なメカロスデータＩlossxを得ることができ、精度の高い張力制御を行うことが可能になる。 Next, the operation of FIG. 3 will be described. The gain constant correction circuit 20 corrects the proportional gain Kp in accordance with the change in the looper angle θ and outputs it to the speed control circuit 12 to control the looper motor 6 stably. It is the same. However, in the configuration of FIG. 3, at the same time, the multiplier 33 calculates the mechanical loss data Ilossx by multiplying the mechanical loss data Iloss from the power loss setting unit 32 by the cosine value COSθ from the cosine function unit 21. It is output to the controller 9. Therefore, the controller 9 can obtain accurate mechanical loss data Ilossx incorporating the change in the looper angle θ from the looper motor control device 8C, and can perform highly accurate tension control.

図４は、本発明の第４の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ｄの構成を示すブロック図である。この図のルーパ電動機制御装置８Ｄが図３におけるルーパ電動機制御装置８Ｃと異なる点は、乗算器３３からのメカロスデータＩlossxと電流制御回路１３からのトルク基準との入力に基づき異常信号Ｅrrxをコントローラ９に出力する取付異常判別回路３４が付加されている点である。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a looper motor control device 8D according to a fourth reference example of the present invention. The looper motor control device 8D in this figure is different from the looper motor control device 8C in FIG. 3 in that the abnormality signal Errx is generated from the controller 9 based on the mechanical loss data Ilossx from the multiplier 33 and the torque reference from the current control circuit 13. The attachment abnormality discrimination circuit 34 for outputting to the above is added.

圧延ラインの現場では、所定個所に設置されているルーパ５を一旦ロール５aとアーム５bとの各部材に分解し、その後にこれらの部材を組み立てて再度ルーパ５の設置を行う場合があるが、この場合に部材の取り付けを誤ることがある。例えば、アーム５bの当初の取り付け方向が水平方向であったが、再度の設置作業において誤って垂直方向に取り付けてしまうことがある。このような誤りに気が付かず、そのまま圧延ラインの運転を開始したのでは、不適切な張力制御によって圧延不良が発生することになる。この参考例では、このようなアーム５bの取り付けミスが発生した場合には直ちに異常を知らせることが可能である。 At the site of the rolling line, the looper 5 installed at a predetermined location may be once disassembled into the members of the roll 5a and the arm 5b, and then these members are assembled to install the looper 5 again. In this case, the member may be attached incorrectly. For example, the initial mounting direction of the arm 5b is the horizontal direction, but it may be erroneously mounted in the vertical direction in the installation work again. If such a mistake is not noticed and the operation of the rolling line is started as it is, defective rolling will occur due to inappropriate tension control. In this reference example, when such an attachment error of the arm 5b occurs, it is possible to immediately notify the abnormality.

取付異常判別回路３４は、電流制御回路１３の出力に基づき電動機電流フィードバック信号Ｉfを検出する電流検出系回路３５と、この電流検出系回路３５が検出した電動機電流フィードバック信号Ｉfと乗算器３３からのメカロスデータＩlossxとを入力し両者の誤差を演算する誤差演算回路３６と、この誤差演算回路３６からの誤差とエラー判定値設定器３７からの判定値とを入力し、両者の比較に基づき異常信号Ｅrrを出力する比較器３８と、この比較器３８からの異常信号Ｅrrをコントローラ９からの計測開始信号に同期させ任意のタイミングで最終的な異常信号Ｅrrxとしてコントローラ９に出力するＡＮＤ回路３９とを有している。 The attachment abnormality determination circuit 34 detects a motor current feedback signal If based on the output of the current control circuit 13, and the motor current feedback signal If detected by the current detection system circuit 35 and the multiplier 33. An error calculation circuit 36 that inputs mechanical loss data Ilossx and calculates an error between them, an error from the error calculation circuit 36 and a determination value from an error determination value setter 37 are input, and an abnormal signal is based on the comparison between the two. A comparator 38 that outputs Err, and an AND circuit 39 that synchronizes the abnormal signal Err from the comparator 38 with the measurement start signal from the controller 9 and outputs it to the controller 9 as a final abnormal signal Errx at an arbitrary timing. Have.

次に、図４の作用につき説明する。現場の作業員が当初は水平方向であったルーパ５のアーム５bを誤って垂直方向に取り付けてしまったとすると、余弦関数器２１が出力する余弦値COSθは本来の正しい値とは大きく異なる値となる。したがって、乗算器３３から出力されるメカロスデータＩlossxも本来の正しい値と大きく異なることになる。それ故、誤差演算回路３６が出力する誤差も大きなものとなり、比較器３８は異常信号Ｅrrを出力する。そして、コントローラ９が計測開始信号を出力した場合に、これと同期した異常信号Ｅrrxがコントローラ９に出力され、コントローラ９は直ちに運転を停止させることになる。 Next, the operation of FIG. 4 will be described. If an on-site worker mistakenly attaches the arm 5b of the looper 5 that was initially in the horizontal direction in the vertical direction, the cosine value COSθ output from the cosine function unit 21 is significantly different from the original correct value. Become. Therefore, the mechanical loss data Ilossx output from the multiplier 33 is also greatly different from the original correct value. Therefore, the error output from the error calculation circuit 36 becomes large, and the comparator 38 outputs the abnormal signal Err. When the controller 9 outputs a measurement start signal, an abnormal signal Errx synchronized with this is output to the controller 9, and the controller 9 immediately stops operation.

図５は、本発明の実施形態に係るルーパ電動機制御装置８Ｅの構成を示すブロック図である。この図のルーパ電動機制御装置８Ｅが図８におけるルーパ電動機制御装置８と異なる点は、積分器１５からのルーパ角度θの入力に基づきコントローラ９からの電動機電流基準Ｉrefex（固定値）を補正して補正後電流基準Ｉrefを出力する電動機電流基準補正回路４０が付加されており、この補正後電流基準Ｉrefが減算器１６のプラス入力端子に入力されるようになっている点である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the looper motor control device 8E according to the embodiment of the present invention. The looper motor control device 8E in this figure is different from the looper motor control device 8 in FIG. 8 by correcting the motor current reference Irefex (fixed value) from the controller 9 based on the input of the looper angle θ from the integrator 15. The motor current reference correction circuit 40 for outputting the corrected current reference Iref is added, and this corrected current reference Iref is input to the plus input terminal of the subtractor 16.

そして、電動機電流基準補正回路４０は、ルーパ角度θの入力に基づきその余弦値COSθを出力する余弦関数器４１と、コントローラ９からの電動機電流基準ＩrefexとCOSθとの乗算値を演算する乗算器４２と、乗算器４２の演算結果にリミットを設けるリミット回路４３とを有している。このリミット回路４３は、ルーパ角度θが９０°に達したときにCOSθの値がゼロとなり、乗算器４２の乗算値がゼロになろうとするのを防止するためのものである。 The motor current reference correction circuit 40 outputs a cosine value COSθ based on the input of the looper angle θ, and a multiplier 42 that calculates a multiplication value of the motor current reference Irefex from the controller 9 and COSθ. And a limit circuit 43 that sets a limit on the calculation result of the multiplier 42. The limit circuit 43 is for preventing the value of COSθ from becoming zero when the looper angle θ reaches 90 °, and preventing the multiplier 42 from trying to reach zero.

次に、図５の作用につき説明する。余弦関数器４１は、積分器１５が出力するルーパ角度θを入力し、その余弦値COSθを乗算器４２に出力する。乗算器４２は、コントローラ９からの電動機電流基準Ｉrefexとこの余弦値COSθとの乗算値をリミット回路４３に出力し、リミット回路４３はこの入力に基づき補正後電流基準Ｉrefを減算器１６のプラス入力端子に出力する。そして、減算器１６は、この補正後電流基準Ｉrefと電流検出系回路１７からの電動機電流フィードバック信号Ｉfとの偏差を電流制御回路１３のＰＩ制御回路１８に出力する。以降の動作は図８で既述した場合と同様である。 Next, the operation of FIG. 5 will be described. The cosine function unit 41 receives the looper angle θ output from the integrator 15 and outputs the cosine value COSθ to the multiplier 42. The multiplier 42 outputs a multiplication value of the motor current reference Irefex from the controller 9 and the cosine value COSθ to the limit circuit 43. The limit circuit 43 adds the corrected current reference Iref to the plus input of the subtractor 16 based on this input. Output to the terminal. The subtractor 16 outputs the deviation between the corrected current reference Iref and the motor current feedback signal If from the current detection system circuit 17 to the PI control circuit 18 of the current control circuit 13. The subsequent operations are the same as those already described with reference to FIG.

このように、この実施形態におけるルーパ電動機制御装置８Ｅでは、電動機電流基準補正回路４０がルーパ角度θの変化に応じてコントローラ９からの電動機電流基準Ｉrefexを補正し、その補正後電流基準Ｉrefを減算器１６のプラス入力端子に出力しているので、電流制御回路１３の出力はルーパ角度θの変化を取り込んだ適切な出力となり、電動機・機械系回路１４の出力も適切なものとなる。したがって、従来よりもルーパ電動機６の制御について安定性を向上させることが可能になる。 Thus, in the looper motor control device 8E in this embodiment, the motor current reference correction circuit 40 corrects the motor current reference Irefex from the controller 9 according to the change in the looper angle θ, and subtracts the corrected current reference Iref. Therefore, the output of the current control circuit 13 is an appropriate output incorporating the change in the looper angle θ, and the output of the motor / mechanical circuit 14 is also appropriate. Therefore, it is possible to improve the stability of the control of the looper motor 6 as compared with the conventional case.

本発明の第１の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ａの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 8 A of looper motor control apparatuses which concern on the 1st reference example of this invention. 本発明の第２の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ｂの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the looper motor control apparatus 8B which concerns on the 2nd reference example of this invention. 本発明の第３の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ｃの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 8 C of looper motor control apparatuses which concern on the 3rd reference example of this invention. 本発明の第４の参考例に係るルーパ電動機制御装置８Ｄの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of looper motor control apparatus 8D which concerns on the 4th reference example of this invention. 本発明の実施形態に係るルーパ電動機制御装置８Ｅの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the looper motor control apparatus 8E which concerns on embodiment of this invention. 圧延システムの一部の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows a one part structure of a rolling system. 速度制御を行う従来のルーパ電動機制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional looper motor control apparatus which performs speed control. 電流制御を行う従来のルーパ電動機制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional looper motor control apparatus which performs electric current control. 図６のルーパ５におけるルーパ角度θとモーメント比との間の対応関係を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a correspondence relationship between a looper angle θ and a moment ratio in the looper 5 of FIG. 6.

Explanation of symbols

１圧延材
２Ａ，２Ｂ圧延スタンド
３ワークロール
４バックアップロール
５ルーパ
５a ロール
５b アーム
６ルーパ電動機
７速度センサ
８，８Ａ〜８Ｅルーパ電動機制御装置
９コントローラ
１０減算器
１１速度検出系回路
１２速度制御回路
１３電流制御回路
１４電動機・機械系回路
１５積分器
１６減算器
１７電流検出系回路
１８ＰＩ制御回路
１９トルク係数演算回路
２０ゲイン定数補正回路
２１余弦関数器
２２定数設定器
２３乗算器
２４リミット回路
２５加減速トルク演算回路
２６微分器
２７慣性モーメント設定器
２８乗算器
２９ゲイン回路
３０乗算器
３１電力損失分補正回路
３２電力損失分設定器
３３乗算器
３４取付異常判別回路
３５電流検出系回路
３６誤差演算回路
３７エラー判定値設定器
３８比較器
３９ＡＮＤ回路
４０電動機電流基準補正回路
４１余弦関数器
４２乗算器
４３リミット回路
θ ルーパ角度
ωr 電動機速度基準信号
ωf 電動機速度フィードバック信号
Ｉrefex 電動機電流基準信号
Ｉf 電動機電流フィードバック信号
Ｋpx 補正後比例ゲイン
Ｔqacc 加減速トルク
Ｉlossx メカロスデータ（電力損失分）
Ｅrrx 異常信号
Ｉref 補正後電流基準信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolled material 2A, 2B Rolling stand 3 Work roll 4 Backup roll 5 Looper 5a Roll 5b Arm 6 Looper motor 7 Speed sensor 8, 8A-8E Looper motor controller 9 Controller 10 Subtractor 11 Speed detection system circuit 12 Speed control circuit 13 Current control circuit 14 Motor / mechanical circuit 15 Integrator 16 Subtractor 17 Current detection system circuit 18 PI control circuit 19 Torque coefficient calculation circuit 20 Gain constant correction circuit 21 Cosine function unit 22 Constant setter 23 Multiplier 24 Limit circuit 25 Addition Deceleration torque calculation circuit 26 Differentiator 27 Inertia moment setting device 28 Multiplier 29 Gain circuit 30 Multiplier 31 Power loss correction circuit 32 Power loss setting device 33 Multiplier 34 Mounting abnormality determination circuit 35 Current detection system circuit 36 Error calculation circuit 37 Error judgment value setting unit 38 Comparator 39 AND times Path 40 motor current reference correction circuit 41 cosine function unit 42 multiplier 43 limit circuit θ looper angle ωr motor speed reference signal ωf motor speed feedback signal Irefex motor current reference signal If motor current feedback signal Kpx corrected proportional gain Tqacc acceleration / deceleration torque Ilossx Mechanical loss data (for power loss)
Errx error signal Iref corrected current reference signal

Claims

In the looper motor control device that performs current control of the looper motor that changes the looper angle for tension control of the rolled material, based on the deviation between the motor current reference signal and the motor current feedback signal,
An electric motor current reference correction circuit for correcting an electric motor current reference when performing the current control based on an input of a calculated value of the looper angle;
A looper motor control device characterized by that.