JP5196380B2

JP5196380B2 - 圧延設備及びその制御方法

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Publication number: JP5196380B2
Application number: JP2009164054A
Authority: JP
Inventors: 哲服部; 裕福地; 慎一加賀; 武彦斎藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Primetals Technologies Holdings Ltd
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: JP2011016164A

Description

本発明は、各圧延機スタンドの速度を操作することにより板厚制御または張力制御を実施する圧延設備、及び圧延設備における制御方法に関する。

タンデム圧延機を備える圧延設備において、板厚制御および張力制御を行う場合においては、各圧延機スタンドの速度を適切に制御する必要がある。

図７は、従来の圧延設備の１例を示す。図７では、従来の圧延設備を、２圧延機スタンドのタンデム圧延機を例とし示す。タンデム圧延機は、＃１圧延機スタンド１と＃２圧延機スタンド２および、圧延機入側設備として入側ブライドルロール３、圧延機出側設備として出側ブライドルロール４とを有する。

また、タンデム圧延機は、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１と＃２圧延機スタンド圧下制御装置２２を備え、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１、＃２圧延機スタンド圧下制御装置２２が各圧延機スタンドのロール間隔を制御し、被圧延材５にかかる圧延圧力を調整する。さらに、タンデム圧延機は、被圧延材５の板速度を制御し、張力を調整する＃１圧延機スタンド速度制御装置２３、＃２圧延機スタンド速度制御装置２４、及び入側ブライドルロール速度制御装置２５を備える。

圧延は、被圧延材５にかかる圧延圧力と張力を調整することにより被圧延材５を所定の板厚とするものである。そのため、被圧延材５の板厚を測定する＃１圧延機スタンド出側板厚計１１、＃２圧延機スタンド出側板厚計１２と、各区間における張力を測定する、入側張力計１３、圧延機スタンド間張力計１４、出側張力計１５が設置される。

＃１圧延機スタンド出側板厚計１１の信号は、＃１圧延機スタンド１の出側板厚を制御する板厚制御装置３１に入力される。板厚制御装置３１の出力は、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１に入力され、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１により＃１スタント圧延機1の圧延圧力が制御される。

また、圧延機スタンド間張力計１４の出力は、圧延機スタンド間張力制御３２に入力される。圧延機スタンド間張力制御３２は、＃１圧延機スタンド１の速度を制御する＃１圧延機スタンド速度制御装置２３を通して、圧延機スタンド間張力を制御する。

同様に、入側張力計１３の出力は、入側張力制御３３に入力される。入側張力制御３３は、入側ブライドルロール３の速度を制御する入側ブライドルロール速度制御装置２５を通して、＃１圧延機スタンド１の入側張力を制御する。

また、出側張力計１５の出力は、出側張力制御３４に入力される。出側張力制御３４は、出側ブライドルロール４の速度を制御する出側ブライドルロール速度制御装置２６を通して、＃２圧延機スタンド２の出側張力を制御する。

＃１圧延機スタンド１の入側張力に着目すると、張力が一定となるためには、＃１圧延機スタンド１の入側速度と入側ブライドルロール速度は同じ速度である必要がある。ここで、圧延機スタンド間張力制御装置３２が動作して、＃１圧延機スタンド１の速度を変更したとする。制御出力は、＃１圧延機スタンド１の速度を変更するため、そのままでは入側張力が変化してしまう。

そこで、制御出力を入側ブライドルロールへも出力して、入側ブライドルロール３の速度と、＃１圧延機スタンド１の速度の比率を一致させて張力変動が発生しなくなるような機能が必要となる。この機能は、図７に示されるサクセッシブ機能４０によって行われる。

このように、従来のタンデム圧延機において板厚制御や張力制御がある圧延機スタンドの速度を操作する場合、サクセッシブ機能を用いて、被圧延材５のマスフローバランスを維持し、板厚や張力変動が他の圧延機スタンドに影響することを抑制していた。サクセッシブ機能は、ある圧延機スタンドを基準として速度を操作せず、他の圧延機スタンドの速度補正を一方向に実施している。

例えば、図７に示される従来のタンデム圧延機においては、＃２圧延機スタンド２を基準として速度を変更せず、＃１圧延機スタンド１への速度指令を出力する場合、サクセッシブ機能として入側ブライドルロール３の速度を操作している。

また、図８に示すように、＃１圧延機スタンド１を基準として、＃１圧延機スタンドを変更せず、圧延機スタンド間張力制御３２の制御出力を＃２圧延機スタンド速度制御装置２４より＃２圧延機スタンド速度を制御して行うことも可能である。この場合、サクセッシブ機能４１は、出側ブライドルロール４に対して実施する。

従来は、圧延開始前に基準速度操作端を決め、基準速度操作端に合致した板厚制御、張力制御を選択し制御を実施していた。例えば、＃１圧延機スタンドを基準とする場合は、図８の制御システムを選択し、＃２圧延機スタンドを基準とする場合は、図７の制御システムを選択する。

例えば、特許文献１には、従来のタンデム圧延設備における制御方法及び制御装置が、記載されている。
特開２００８−１４２７２８号公報特開昭５８−２０５６１１号公報特許第２７９７８７２号公報特許第３２３４４３１号公報

しかしながら、従来の圧延設備ではそのため、以下の問題が発生していた。図２により、従来の圧延設備における問題について説明する。図２の＃２圧延機スタンド基準の場合に示すように、＃２圧延機スタンドを基準速度操作端とした場合、圧延機スタンド間張力制御３２の出力は、＃１圧延機スタンド速度５１となり、サクセッシブ制御４０を用いて入側ブライドル速度５２を操作する。また、入側張力制御３３は、入側ブライドル速度５０を操作する。

＃１圧延機スタンド１の圧下を操作してロールギャップを閉とした場合、入側張力は低下し、圧延機スタンド間張力も同様に低下する。そのため、圧延機スタンド間張力制御３２は、＃１圧延機スタンド速度５１出力で＃１圧延機スタンド速度を低下させ、サクセッシブ制御４０においては、入側ブライドルロール速度５２の出力で、入側ブライドルロール速度を低下させる。さらに、入側張力制御３３も、入側張力が低下しているため、入側ブライドルロール速度５０の出力で入側ブライドルロール速度を低下させようとする。

従って、入側ブライドルロールに対しては、圧延機スタンド間張力制御３２と入側張力制御３３からの制御出力が加算されて出力されるため、大きな速度変更量が必要となり、制御応答が遅くなる。

以上のように、従来のように圧延開始前に予め基準速度操作端を決めてサクセッシブ制御を行う場合、圧延機スタンドのロールギャップ変動に起因するような張力変動が発生した場合に、速度変更量が大きくなるため制御応答が遅くなるという問題がある。

本発明の目的は、速度応答の遅れにより生じる張力変動及び／又は板厚変動を最小とすることにより、板厚精度や張力精度を向上することが可能な圧延設備及び圧延設備の制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の圧延設備は、入側および出側に、圧延機入側および出側の被圧延材に加えられる張力を制御するための入側ブライドルロールと前記入側ブライドルロールの速度制御装置、出側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールの速度制御装置、及び複数の圧延機スタンドと前記複数の圧延機スタンドの速度制御装置と、前記被圧延材の板厚を検出するための板厚検出器と、前記被圧延材の張力を検出するための張力検出器と、前記板厚検出器により検出された前記被圧延材の板厚と前記張力検出器により検出された前記被圧延材の張力により得られた圧延実績に基づいて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、前記複数の圧延機スタンドの速度を各速度操作端に出力する複数の制御装置と、板厚、張力を含む圧延実績、及び板厚制御、張力制御を含む制御出力を含む圧延状態に基づいて、前記各速度操作端における速度補正量が最小となるように、速度制御において補正量を与えない基準速度操作端を設定する基準速度操作端設定装置と、設定された前記基準速度操作端に応じて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、及び前記複数の圧延機スタンドの速度補正量を決定し、前記各速度操作端に出力する速度補正指令作成装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の圧延設備の制御方法は、入側および出側に、圧延機入側および出側の被圧延材に加えられる張力を制御するための入側ブライドルロールと前記入側ブライドルロールの速度制御装置、出側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールの速度制御装置、及び複数の圧延機スタンドと前記複数の圧延機スタンドの速度制御装置と、前記被圧延材の板厚を検出するための板厚検出器と、前記被圧延材の張力を検出するための張力検出器と、前記板厚検出器により検出された前記被圧延材の板厚と前記張力検出器により検出された前記被圧延材の張力により得られた圧延実績に基づいて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、前記複数の圧延機スタンドの速度を各速度操作端に出力する複数の制御装置とを備える圧延設備の制御方法であって、板厚、張力を含む圧延実績、及び板厚制御、張力制御を含む制御出力を含む圧延状態に基づいて、前記各速度操作端における速度補正量が最小となるように、速度制御において補正量を与えない基準速度操作端を設定するステップと、設定された前記基準速度操作端に応じて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、前記複数の圧延機スタンドの速度補正量を決定し、前記各速度操作端に出力するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明を適用することにより、速度応答の遅れにより生じる張力変動や板厚変動を最小とすることが可能となり、板厚精度や張力精度を向上することが可能な圧延設備及び圧延設備の制御方法を提供することである。

本発明の実施形態に係る圧延設備とその制御システムの構成を示す図である。従来制御における問題点と本発明による問題点の解決を示す図である。本発明の実施形態に係る圧延設備に備える基準速度操作端設定装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る圧延設備に備える速度補正指令作成装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る制御動作のタイムチャートを示す図である。本発明の実施形態に係る制御動作のフローチャートを示す図である。従来の圧延設備とその制御システムの構成を示す図である。従来の圧延設備とその制御システムの構成を示す図である。本発明の実施形態の変形例に係る入側及び出側テンションリールを備える圧延設備とその制御システムの構成を示す図である。本発明の実施形態の変形例に係る最適速度設定装置を備える圧延設備とその制御システムの構成を示す図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。図１は、本発明の実施形態に係る圧延システムを示す。以下、発明の理解を容易とするために、最も簡単な構成を有する２圧延機スタンドのタンデム圧延システムを例として本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係るタンデム圧延システムは、＃１圧延機スタンド１と＃２圧延機スタンド２および、圧延機入側設備として入側ブライドルロール３、圧延機出側設備として出側ブライドルロール４より構成される。また、本実施形態に係るタンデム圧延システムは、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１、＃２圧延機スタンド圧下制御装置２２を備え、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１、＃２圧延機スタンド圧下制御装置２２が各圧延機スタンドのロール間隔を制御し、被圧延材５にかかる圧延圧力を調整する。

本発明の実施形態に係るタンデム圧延システムは、被圧延材５の板厚を測定する＃１圧延機スタンド出側板厚計１１、＃２圧延機スタンド出側板厚計１２と、各区間における張力を測定する入側張力計１３、圧延機スタンド間張力計１４、及び出側張力計１５とを備える。

本発明の実施形態に係るタンデム圧延システムは、＃１圧延機スタンド１の速度を制御する＃１圧延機スタンド速度制御装置２３、＃２圧延機スタンド２の速度を制御する＃２圧延機スタンド速度制御装置２４、入側ブライドルロール３の速度を制御する入側ブライドルロール速度制御装置２５、及び出側ブライドルロール４の速度を制御する出側ブライドルロール速度制御装置２６を有する。

そして、＃１圧延機スタンド速度制御装置２３、＃２圧延機スタンド速度制御装置２４、入側ブライドルロール速度制御装置２５、及び出側ブライドルロール速度制御装置２６は、それぞれ＃１圧延機スタンド１の速度、＃２圧延機スタンド２の速度、入側ブライドルロール３の速度、及び出側ブライドルロール４の速度を制御することを通して、被圧延材５の板速度を制御し、張力を調整する。

本実施形態に係る圧延システムは、制御出力及び圧延実績に基づいて速度補正において基準となる基準速度操作端を設定する基準速度操作端設定装置４５と、＃１圧延機スタンド速度制御装置２３、＃２圧延機スタンド速度制御装置２４、入側ブライドルロール速度制御装置２５、及び出側ブライドルロール速度制御装置２６の各々の速度操作端に対して速度補正量を作成し、出力する速度補正指令作成装置４６とを有する。

＃１圧延機スタンド出側板厚計１１の信号は、＃１圧延機スタンド１の出側板厚を操作する板厚制御装置３１に入力される。板厚制御装置３１の出力は、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１に入力され、＃１圧延機スタンド圧下制御装置２１により＃１スタント圧延機1の圧延圧力が制御される。

また、圧延機スタンド間張力計１４により測定された圧延機スタンド間張力の値は、圧延機スタンド間張力制御３２を通して、速度補正指令作成装置４６に入力される。入側張力計１３により測定された＃１圧延機スタンド１の入側張力の値は、入側張力制御３３を通して、速度補正指令作成装置４６に入力される。出側張力計１５により測定された＃２圧延機スタンド２の出側張力の値は、出側張力制御３４を通して、速度補正指令作成装置４６に入力される。

本実施形態に係る圧延システムにおいて、基準速度操作端設定装置４５は、板厚、張力を含む圧延実績、及び板厚制御、張力制御を含む制御出力を含む圧延状態に基づいて、各制御出力端（各速度操作端）における速度補正量が最小となるように、速度制御において補正量を与えない基準速度操作端を設定し、制御出力及び圧延実績に基づいて基準速度操作端の番号を、速度補正指令作成装置４６に出力する。

速度補正指令作成装置４６は、基準速度操作端設定装置４５により設定された基準速度操作端に応じて、入側ブライドルロール３、出側ブライドルロール４、複数の圧延機スタンドの速度補正量を作成し、＃１圧延機スタンド速度制御装置２３、＃２圧延機スタンド速度制御装置２４、入側ブライドルロール速度制御装置２５、及び出側ブライドルロール速度制御装置２６の各々の速度操作端に対して速度補正量を出力する。

従来制御の問題点を解決するには、図２に示されるように、＃１圧延機スタンド１のロールギャップを閉として、入側張力および圧延機スタンド間張力が低下するような場合には、＃１圧延機スタンド基準に変更する。そして、＃１圧延機スタンド基準に変更することにより、圧延機スタンド間張力制御３２の出力５３を＃２圧延機スタンド速度に対して行うことで、圧延機スタンド間張力制御３２のサクセッシブ制御分と入側張力制御３３の出力が加算されて、入側ブライドルロール速度変更量となり、制御応答が遅れることを防止できる。

図１に示される本発明の実施形態に係る圧延設備において、圧延実績と、張力制御、板厚制御等の制御出力より、基準速度操作端設定装置４５にて、最も各圧延機スタンドに対する速度補正出力量が小さくなるような基準速度操作端を選択する。速度補正指令作成装置４６においては、基準圧延機スタンドに応じて、各圧延機スタンド（入出ブライドルロール含む）に対する速度指令を決定して出力する。

ここでは、圧延機各圧延機スタンドを操作する制御として、入側張力制御３３、圧延機スタンド間張力制御３２、出側張力制御３４を考慮する。また、各張力制御出力は、＃２圧延機スタンド基準の場合に従って出力されるものとして説明する。

図３は、基準速度操作端設定装置の概要を示す。入側張力、圧延機スタンド間張力、出側張力からファジィ推論により、＃２圧延機スタンド基準の度合いを求める。入側張力計１３の出力である入側張力、圧延機スタンド間張力計１４の出力である圧延機スタンド間張力、出側張力計１５の出力である出側張力から、各張力の設定値を引き算して各々、入側張力偏差、圧延機スタンド間張力偏差、出側張力偏差を求める。そして、それらの結果より確信度演算装置４５１にて、図３に示されるようなメンバーシップ関数を用いて、各張力に対する確信度を求める。

この確信度としては、
ＥＭ：入側張力が設定より小さい
ＥＰ：入側張力が設定より大きい
ＳＭ：圧延機スタンド間張力が設定より小さい
ＳＰ：圧延機スタンド間張力が設定より大きい
ＤＭ：出側張力が設定より小さい
ＤＰ：出側張力が設定より大きい
をとる。

確信度演算装置４５１にて求めた各確信度から、推論装置４５２においては、予め推論ルールベース４５３に設定してある推論ルールに従って、推論実行装置４５４で推論を行う。制御ルールは、各速度制御装置に対する速度補正量が最小となるように例えば次のように設定する。
ＩＦ（ＥＭＡＮＤＳＰ）ＴＨＥＮ＃２圧延機スタンド基準（ｉ）
ＩＦ（ＥＭＡＮＤＳＭＡＮＤＤＰ）ＴＨＥＮ＃１圧延機スタンド基準（ｉ＋１）
ＩＦ（ＥＰＡＮＤＳＭ）ＴＨＥＮ＃２圧延機スタンド基準（ｉ＋２）

ここで、ファジィ推論における約束に従い、ＡＮＤは最小値をとるものとする。これらの推論ルールを用いて予め設定されたルール数だけ推論を行い、各推論ルールの結論部である＃１圧延機スタンド基準である度合(i)、＃２圧延機スタンド基準である度合(i)を求め、それらの最大値をとり、＃１圧延機スタンド基準である度合、＃２圧延機スタンド基準である度合を求める。

判定装置４５５は、＃１圧延機スタンド基準である度合と＃２圧延機スタンド基準である度合を比較して、基準速度操作端番号を決定する。当然＃１圧延機スタンド基準である度合が＃２圧延機スタンド基準である度合より大きければ、基準速度操作端番号＝１（＃１圧延機スタンド基準）となる。

図４は、速度補正指令作成装置４６の概要を示す。基準速度操作端設定装置４５にて求めた基準速度操作端番号に従って、圧延機スタンド間張力制御３２の出力を＃１圧延機スタンドに出力するか、＃２圧延機スタンドに出力する。それにともなって、圧延機スタンド間張力制御３２の出力を＃１圧延機スタンドに出力するか、＃２圧延機スタンドに出力するかに応じて、ゲインＧ_１ＳＴＤ、Ｇ_２ＳＴＤを設定する。

基準速度操作端番号＝１の場合は、＃１圧延機スタンド基準となるので、＃２圧延機スタンド速度に対して圧延機スタンド間張力制御３２の制御出力を出力する。圧延機スタンド間張力制御３２の出力は＃２圧延機スタンド基準で計算されているのでこの場合は符号を反転する必要が有り、Ｇ_１ＳＴＤ＝０、Ｇ_２ＳＴＤ＝−１となる。同様に、＃１圧延機スタンド基準の場合は、Ｇ_１ＳＴＤ＝１、Ｇ_２ＳＴＤ＝０となる。

ゲインＧ_１ＳＴＤ、Ｇ_２ＳＴＤが決定されれば、図４に示される制御ブロックにより、入側張力制御、圧延機スタンド間張力制御、出側張力制御の制御出力を入側ブライドル速度補正指令、＃１圧延機スタンド速度補正指令、＃２圧延機スタンド速度補正指令、出側ブライドル速度補正指令として各速度制御装置に対して速度補正量を出力する。

ここでは、＃１圧延機スタンド基準と＃２圧延機スタンド基準を、推論装置４５２で求めた、＃１圧延機スタンド基準である度合と＃２圧延機スタンド基準である度合の大小比較で求めていた。この他に、＃２圧延機スタンド基準を優先として、
（＃１圧延機スタンド基準である度合）＞重みゲイン×（＃２圧延機スタンド基準である度合）
により、重みゲイン＞１．０として求めること等も可能である。

図５は、圧延設備の状態の時間的な変化に対する本発明の実施形態の制御動作を示す図である。図５は、時間の経過に伴って、圧延設備の状態が状態Ａから状態Ｂに移行した場合について、それぞれの状態における入側張力指令、スタンド間張力指令、出側張力指令、基準速度操作端番号、及び、圧延設備の状態Ａにおける速度指令を示す。

圧延設備の状態Ａは、入側張力が大きく、かつスタンド間張力も大きく、かつ出側張力の偏差が無い状態を示す。この状態Ａにおいては、入側張力制御が入側ブライドルロールの速度を加速する。スタンド間張力制御は、＃２スタンドを基準にして、＃１スタンドの速度を加速するか、又は、＃１スタンドを基準にして、＃２スタンドの速度を減速する操作を行う。

そこで、＃２スタンドを基準とする場合は、入側ブライドルロール速度＝入側張力制御による加速＋スタンド間張力制御による加速（＃１スタンドのサクセッシブ分）となり、入側ブライドルロールの操作量が大きくなる。それに対して、＃１スタンドを基準とする場合は、入側ブライドルロール速度＝入側張力制御による加速のみとなり、入側ブライドルロールの操作量は小さくなる。

圧延設備の状態Ｂは、入側張力が小さく、かつスタンド間張力が大きく、かつ出側張力の偏差が無い状態を示す。この状態Ｂにおいては、入側張力制御が入側ブライドルロールの速度を減速する。スタンド間張力制御は、＃２スタンドを基準にして、＃１スタンドの速度を加速するか、又は、＃１スタンドを基準にして、＃２スタンドの速度を減速する操作を行う。

＃１スタンドを基準とする場合は、入側ブライドルロールの減速と、＃２スタンドの減速が必要となる。＃２スタンドを基準とする場合は、入側張力制御による入側ブライドルロールの減速とスタンド間張力制御による入側ブライドルロールの加速（＃１スタンド速度変更のサクセッシブ分）が重畳して、入側ブライドルロールの速度変更量を少なくすることができる。

図６は、本発明の実施形態に係る圧延設備の制御動作を示す。圧延設備が圧延中か否かをチェックする（Ｓ１）。圧延設備が圧延中でない場合は、待ち時間を経過した後に、再度、圧延設備が圧延中か否かをチェックする（Ｓ２、Ｓ１）。圧延設備が圧延中の場合は、各入側張力計１３、スタンド間張力計１４、出側張力計１５から、入側張力、スタンド間張力、出側張力の実績値を取り込む（Ｓ３）。各張力の実績値と各張力の偏差等の制御出力と圧延実績とから、基準速度操作端を決定する（Ｓ４）。

入側張力制御３３、圧延機スタンド間張力制御３２、出側張力制御３４の各制御出力を演算する（Ｓ５）。入側張力制御３３、圧延機スタンド間張力制御３２、出側張力制御３４の各制御出力に基づいて、それに基準速度操作端に応じたサクセッシブ分を考慮に入れて、入側ブライドルロール３、＃１スタンド圧延機１、＃２スタンド圧延機２、出側ブライドルロール４の各速度指令を作成する（Ｓ６）。入側ブライドルロール３、＃１スタンド圧延機１、＃２スタンド圧延機２、出側ブライドルロール４に対して各速度指令を出力する（Ｓ７）。

以上により、圧延中に入側張力、圧延機スタンド間張力、出側張力の圧延状態より、速度を変更しない基準速度操作端を決定し、基準速度操作端に応じた制御出力を入側ブライドルロール、＃１圧延機スタンド、＃２圧延機スタンド、出側ブライドルロールの各速度制御装置に対して出力することが可能となる。

本発明の実施形態は、２圧延機スタンドタンデム圧延機に限らず、任意の構成のタンデム圧延機にも適用可能である。また、本発明の実施形態は、図９に示すように、入側ブライドルロールとその速度制御装置が入側テンションリール５５とその速度またはトルク制御装置５７、または、出側ブライドルロールとその速度制御装置が出側テンションリール５６とその速度またはトルク制御装置５８であっても同様に適用可能である。

本発明の実施形態においては、予め各速度制御装置に対する速度補正量が最小となるように設定されたルールによりファジィ推論を行うことで基準速度操作端を決定したが、各制御装置の速度補正出力より、基準速度操作端を替えて各圧延機スタンドへの速度補正量を予測演算し、予め定められた評価基準に従って速度補正量が最適となるように基準速度操作端を決定しても良い。その場合の制御システムの構成を図１０に示す。

そして、予め定められた評価基準を求める方法としては、各圧延機スタンドに対する速度補正量の絶対値を求め、その最大値をとり、それが最小となる基準速度操作端を選択する方法、各圧延機スタンドに対する速度補正量の２乗平均誤差を求め、それが最小となる基準速度操作端を選択する方法等を用いても良い。

本発明は、圧延設備の制御方法及び装置に利用される。

１…第１スタンド圧延機、２…第２スタンド圧延機、３…入側ブライドルロール、４…出側ブライドルロール、５…被圧延材、１１…第１スタンド出側板厚計、１２…第２スタンド出側板厚計、１３…入側張力計、１４…スタンド間張力計、１５…出入側張力計、２１…第１スタンド圧下制御装置、２２…第２スタンド圧下制御装置、２３…第１スタンド速度制御装置、２４…第２スタンド速度制御装置、２５…入側ブライドルロール速度制御装置、２６…出側ブライドルロール速度制御装置、３１…板厚制御装置、３２…圧延機スタンド間張力制御、３３…入側張力制御、３４…出側張力制御、４５…基準速度操作端設定装置、４６…速度補正指令作成装置、５５…入側テンションリール、５６…出側テンションリール、５７…入側テンションリール速度またはトルク制御装置、５８…出側テンションリール速度またはトルク制御装置、６６…最適速度設定装置

Claims

圧延機入側および出側の被圧延材に加えられる張力を制御するための入側ブライドルロールと前記入側ブライドルロールの速度制御装置、出側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールの速度制御装置、及び複数の圧延機スタンドと前記複数の圧延機スタンドの速度制御装置と、
前記被圧延材の板厚を検出するための板厚検出器と、
前記被圧延材の張力を検出するための張力検出器と、
前記板厚検出器により検出された前記被圧延材の板厚と前記張力検出器により検出された前記被圧延材の張力により得られた圧延実績に基づいて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、前記複数の圧延機スタンドの速度を各速度操作端に出力する複数の制御装置と、
板厚、張力を含む圧延実績、及び板厚制御、張力制御を含む制御出力を含む圧延状態に基づいて、前記各速度操作端における速度補正量が最小となるように、速度制御において補正量を与えない基準速度操作端を設定する基準速度操作端設定装置と、
設定された前記基準速度操作端に応じて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、及び前記複数の圧延機スタンドの速度補正量を決定し、前記各速度操作端に出力する速度補正指令作成装置と、
を備えることを特徴とする圧延設備。
前記各速度操作端への制御出力量を用いて、前記各速度操作端に対して、前記基準速度操作端側の速度操作端に対する速度操作量を、前記各速度操作端における速度配分に応じて加算するサクセッシブ制御を行うことを特徴とする請求項１記載の圧延設備。
前記圧延状態に基づいて、予め前記各速度操作端における速度補正量が最小となるように定めたファジィ推論を含む制御ルールを用いて、前記基準速度操作端を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の圧延設備。
前記各速度操作端における速度補正量に基づいて、予め定めた評価関数を用いて評価値を求め、該評価値が最適値となるように前記基準速度操作端を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の圧延設備。
前記入側ブライドルロールとその速度制御装置が、入側テンションリールとその速度又はトルク制御装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の圧延設備。
前記出側ブライドルロールとその速度制御装置が、出側テンションリールとその速度又はトルク制御装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の圧延設備。
圧延機入側および出側の被圧延材に加えられる張力を制御するための入側ブライドルロールと前記入側ブライドルロールの速度制御装置、出側ブライドルロールと前記出側ブライドルロールの速度制御装置、及び複数の圧延機スタンドと前記複数の圧延機スタンドの速度制御装置と、
前記被圧延材の板厚を検出するための板厚検出器と、
前記被圧延材の張力を検出するための張力検出器と、
前記板厚検出器により検出された前記被圧延材の板厚と前記張力検出器により検出された前記被圧延材の張力により得られた圧延実績に基づいて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、前記複数の圧延機スタンドの速度を各速度操作端に出力する複数の制御装置と
を備える圧延設備の制御方法であって、
板厚、張力を含む圧延実績、及び板厚制御、張力制御を含む制御出力を含む圧延状態に基づいて、前記各速度操作端における速度補正量が最小となるように、速度制御において補正量を与えない基準速度操作端を設定するステップと、
設定された前記基準速度操作端に応じて、前記入側ブライドルロール、前記出側ブライドルロール、前記複数の圧延機スタンドの速度補正量を決定し、前記各速度操作端に出力するステップと、
を含むことを特徴とする圧延設備の制御方法。
前記各速度操作端への制御出力量を用いて、前記各速度操作端に対して、前記基準速度操作端側の速度操作端に対する速度操作量を、前記各速度操作端における速度配分に応じて加算するサクセッシブ制御を行うことを特徴とする請求項７記載の圧延設備の制御方法。
前記圧延状態に基づいて、予め前記各速度操作端における速度補正量が最小となるように定めたファジィ推論を含む制御ルールを用いて、前記基準速度操作端を設定することを特徴とする請求項７又は８記載の圧延設備の制御方法。
前記各速度操作端における速度補正量に基づいて、予め定めた評価関数を用いて評価値を求め、該評価値が最適値となるように前記基準速度操作端を設定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載の圧延設備の制御方法。
前記入側ブライドルロールとその速度制御装置が、入側テンションリールとその速度又はトルク制御装置であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項記載の圧延設備の制御方法。
前記出側ブライドルロールとその速度制御装置が、出側テンションリールとその速度又はトルク制御装置であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項記載の圧延設備の制御方法。