JP6324259B2

JP6324259B2 - 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム

Info

Publication number: JP6324259B2
Application number: JP2014166978A
Authority: JP
Inventors: 服部　哲; 哲服部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-08-19
Also published as: JP2016043360A; CN105363797B; CN105363797A

Description

本発明は、圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラムに関する。

タンデム圧延機においては、被圧延材の製品品質に直結する板厚制御や操業の安定性に不可欠な張力制御は重要である。特に、板厚制御に関しては、板厚偏差を検出する板厚計や、被圧延材の速度を検出する板速計といった検出器を設置して高精度の制御が行われる。

しかしながら、それらの検出器は高価であるため、設備投資額を抑えるためには可能な限り少なくすることが望ましい。また、検出器が多いと、その分多くの保守作業が必要となるため、その点からも検出器は少なくすることが望まれる。

他方、圧延制御の基本式であるマスフロー一定則は、圧延機に流入する被圧延材の体積と、流出する被圧延材の体積は等しいという前提に則るものであり、圧延機スタンドの入側板厚Ｈ、入側板速Ｖｅ、出側板厚ｈ、出側板速Ｖｏを用いて、以下の式（１）で表される。

この関係は、タンデム圧延機における各スタンドで成立すると共に、複数の圧延機スタンドを１つの圧延機スタンドとみなした場合においても成立する。例えば、＃１から＃４までの４つのスタンドがある場合に、＃１に流入する被圧延材の体積と、＃４から流出する被圧延材の体積との間でも成立する（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３３６１２号公報

特許文献１に開示されているように、複数の圧延機スタンドを１つの圧延機スタンドとしてみなしてマスフロー一定則により制御を行う場合、その中間のセンサ類が省略可能となるため、上述した検出器の削減を行うことが出来る。

しかしながら、複数の圧延機スタンドをまとめて１つの圧延機スタンドとみなしたとしても、実際には複数の圧延機スタンドが含まれているため、それに応じた制御が必要となる。

例えば、１つの圧延機スタンドについてマスフロー一定則に基づく制御を行う場合には出側と入側で特にタイミングを考慮することなく制御を適用することが可能である。これに対して、複数の圧延機スタンドをまとめて１つの圧延機スタンドとみなす場合、１つの圧延機スタンドの制御状態を変更したことによる他の圧延機スタンドへの影響等を考慮する必要があり、制御が複雑化する。

本発明は上述した問題に対応したものであり、複数の圧延機スタンド全体の入側及び出側における被圧延材の状態に基づいて圧延制御を行う場合の好適な制御を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、被圧延材を複数のロール対で圧延するタンデム圧延機を制御する圧延制御装置であって、前記被圧延材に対して連続して配置された複数のロール対のうち、最上流側に配置された最上流ロール対から流出される被圧延材の板厚を計測する板厚計であり、前記最上流ロール対と、前記最上流ロール対の下流側に位置する一つ隣のロール対である最近隣ロール対との間に設けられる第１板厚計と、前記最上流ロール対から流出される被圧延材の搬送方向における速度を計測する板速計であり、前記最上流ロール対と前記最近隣ロール対との間に設けられる第１板速計と、前記第１板厚計の実測結果に基づき導出される、第１の厚さ設定値からの偏差である第１の厚さ偏差と、前記第１板速計の実測結果に基づき導出される、第１の速度設定値からの偏差である第１の速度偏差とに基づき、事前に定義される算出式を用いて、最下流側に配置された最下流ロール対の出側における被圧延材の第２の速度設定値と前記最下流ロール対の出側での目的板厚を保つための調整速度との比である速度比を、指標値として演算する流入量演算部と、前記流入量演算部によって演算された前記指標値を入力し、前記複数のロール対の中の前記最上流ロール対および前記最近隣ロール対以外のロール対のロール速度を制御するための制御値を、前記指標値と、制御対象のロール対ごとに規定される制御ゲインとに基づき、ロール対ごとに算出し、算出した各制御値を、対応する制御対象のロール対に向けてそれぞれ出力する流出量演算部とを有することを特徴とする。

本発明を用いることにより、複数の圧延機スタンド全体の入側及び出側における被圧延材の状態に基づいて圧延制御を行う場合の好適な制御を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るタンデム圧延機の全体構成を示す図である。タンデム圧延機の圧延現象を示す図である。従来技術に係るタンデム圧延機のサクセッシブ制御を示す図である。従来技術に係るタンデム圧延機の速度設定方法を示す図である。本発明の実施形態に係るタンデム圧延機のサクセッシブ制御を示す図である。タンデム圧延機の負荷バランスを示す図である。本発明の実施形態に係る流入量演算装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る流出量演算装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る出側板厚制御装置の動作概要を示す図である。本発明の比較例に係るタンデム圧延機の全体構成を示す図である。本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成を示す図である。

本実施形態においては、タンデム圧延機において、複数の圧延機スタンドを１つの圧延機とみなし、１つの圧延機とみなした複数の圧延機全体の流入側及び流出側における被圧延材の状態に基づくマスフロー制御を行う態様について説明する。これにより、１つの圧延機とみなした複数の圧延機全体の流入側及び流出側に検出器を設けるのみで、途中段階の検出器を省略して最少の検出器構成を実現することが出来る。

更に、本実施形態に係る圧延機においては、１つの圧延機とみなした複数の圧延機のうち、最も上流側に配置された圧延機スタンドをマスタースタンドとし、上流側の圧延機スタンドによって生じた偏差を解消するための制御を下流側の圧延機スタンドに適用する。これが本実施形態にかかる要旨の１つである。

ここで、上流側とは、タンデム圧延機において、被圧延材が供給される側を、下流側とは被圧延材が製品として出ていく側とする。また、検出器とは、被圧延材の被圧延材への流入量（板厚×板速度）が検出可能なものとし、板厚計および速度計、またはパルス発振器付きのロール等で板速度が検出可能なものとする。

本実施形態においては、図１に示すような４台の圧延機スタンド１１、１２、１３、１４から構成される４スタンドタンデム圧延機を例に実施例を説明する。図１に示すように
、夫々の圧延機スタンド１１〜１４には、ロールギャップを操作するためのロールギャップ制御装置３１〜３４、ロール速度を操作するための速度制御装置２１〜２４が設置されている。

そして、本実施形態に係る圧延機においては、必要最小限のセンサ構成によって適切な圧延制御を可能としている。図１に示すように、本実施形態に係る圧延機においては、＃１圧延機スタンド１１において、＃１スタンド出側板厚計４１、＃１スタンド出側板速計８１が設けられている。

また、＃４圧延機スタンド１４において、＃４スタンド出側板厚計４４、＃４スタンド出側板速計８４が設けられている。更に、各スタンド間には、スタンド間張力計５１〜５３が設けられている。

圧延機にとって重要なのは、製品品質に直結する被圧延材の板厚と、圧延操業の安定性のための張力である。本実施形態に係る圧延機においては、＃１スタンド出側ＡＧＣ６１が、＃１スタンド出側板厚計４１の検出結果より＃１ロールギャップ制御装置３１を操作する。

他方、＃４スタンド出側ＡＧＣ６４が、＃４スタンド出側板厚計４４の検出結果より＃４スタンド速度制御装置２４を操作する。尚、本実施形態に係る＃４スタンド速度制御装置２４は、＃４スタンド出側ＡＧＣ６４による操作の他、各種の操作量が乗算されて制御される。

張力制御については、＃１−＃２スタンド間張力制御７１が、＃１圧延機スタンド１１と＃２圧延機スタンド１２の間の張力を＃１スタンド出側張力計５１で検出し、＃２圧延機スタンドロールギャップ制御装置３２を操作する。

また、＃２−＃３スタンド間張力制御７２が、＃２圧延機スタンド１２と＃３圧延機スタンド１３の間の張力を＃２スタンド出側張力計５２で検出して＃３圧延機スタンドロールギャップ制御装置３３を操作する。

また、＃３−＃４スタンド間張力制御７３が、＃３圧延機スタンド１３と＃４圧延機スタンド１４の間の張力を＃３スタンド出側張力計５３で検出して＃４圧延機スタンドロールギャップ制御装置３４を操作する。

更に、本実施形態に係る圧延機においては、＃１圧延機スタンド出側速度計８１、＃４圧延機スタンド出側速度計８４の検知結果に基づき、＃２圧延機スタンド１２、＃３圧延機スタンド１３、＃４圧延機スタンド１４を１つの圧延機とみなして、マスフロー一定則による制御を行う。従って、＃２圧延機スタンド１２が最上流ロール対、＃４圧延機スタンド１４が最下流ロール対として用いられる。このような制御は、流入量演算装置１０１、流出量演算装置１０２の機能により実現される。

板厚計、板速度計は高価であり、設備投資額が膨大となる。また、測定精度を維持するために頻繁な保守作業が必要であるため、最低限の検出器構成としたい。本実施形態に係る図１の例においては、上述したように複数の圧延機スタンドを１つとみなしたことにより、その出側及び入側にのみ板厚計及び板速計を設けるだけでよい。そのため、上述したような最低限の検出器構成を実現することが出来る。

図２に、タンデム圧延機における＃２スタンドから＃４スタンドの圧延現象を示す。＃２スタンドの入側板厚をＨ２、入側板速をＶｅ２、＃４スタンドの出側板厚をＨ４、出側
板速をＶｏ４とすると、マスフロー一定則に基づき、以下の式（２）が成り立つ。

ただし、上記式（２）は、ある時点で＃２圧延機スタンド１２に流入した被圧延材の部分が、＃２圧延機スタンド１２から＃４圧延機スタンド１４まで移動して、＃４圧延機スタンド１４から流出した時の関係式である。

他方、圧延制御においては、圧延機スタンドのロール速度が制御に応じて加減速する。そのため、ロール速度が変化している場合、＃２圧延機スタンドに被圧延材が流入したときの＃４圧延機スタンド速度と、＃２圧延機スタンドに流入した被圧延材が＃４圧延機スタンドから流出する場合における＃４圧延機スタンド速度が異なる。

結果的に上記式（２）を、各部のセンサ出力に対してそのまま適用することが出来ない。＃２圧延機スタンド１２の入側板厚Ｈ_２及び入側板速Ｖ_ｅ２が、設定値に対して偏差を有する場合、上記式（２）のＨ_２、Ｖ_ｅ２、Ｖ_ｏ４を夫々設定値とし、入側板厚の偏差をΔＨ_２、入側板速の偏差をΔＶ_ｅ２とすると、目的の板厚であるｈ_４を保つために調整するべき出側板速の調整値ΔＶ_ｏ４との関係は、上記式（２）に基づいて以下の式（３）によって示される。

そして、上記式（３）を展開すると、以下の式（４）が得られる。

更に、上記式（４）を上記式（２）の関係を用いて整理すると、以下の式（５）が得られる。

上記式（５）は、速度が設定速度に対する比率表示となっており、タンデム圧延機が加減速中でも使用できる式となっている。

上記式（５）のパラメータのうち、ΔＨ_２、ΔＶ_ｅ２は、＃１圧延機スタンド出側板厚計４１及び＃１圧延機スタンド出側板速計８１で検出可能である。また、ΔＶ_ｏ４は、＃４圧延機スタンド出側板速計８４で検出可能である。従って、上記式（５）が成立するよ
うに＃４圧延機スタンド１４のロール速度または＃２圧延機スタンド１２のロール速度を操作すれば、出側板厚ｈ_４を一定とすることが可能である。

ここで、上記式（３）の左辺はある時点で＃２圧延機スタンド１２への流入量であり、右辺はそれが＃４圧延機スタンド１４まで移送された時点における＃４圧延機スタンドへの流入量である。従って、上記式（３）の左辺から右辺までは時間のずれが有るため、上記式（５）の計算に基づいて＃４圧延機スタンド１４のロール速度を制御する場合、そのタイミングを考慮する必要がある。

ここで、Ｖ_ｅ２は、後進率ｂ_２を考慮して以下の式（６）で表される。

また、Ｖ_ｏ４は、先進率ｆ_４を考慮して以下の式（７）で表される。

＃４圧延機スタンド１４の出側板速Ｖ_ｏ４は圧延現象によっても変化するため、Ｖ_ｏ４を事前に予測することは困難である。そのため、板厚制御の操作端としては＃４圧延機スタンド出側板速Ｖ_ｏ４とするのが妥当である。

図３は、一般的なタンデム圧延機における圧延機スタンドの速度設定の態様を示す図である。図３に示すように、各圧延機スタンドの速度は、マスター速度指令ＭＲＨとスタンド速度指令ＳＳＲＨの積で決定される。

タンデム圧延機全体の速度をＭＲＨを用いて上下させ、加減速を行う。各圧延機スタンド間の速度バランスを決めるのがＳＳＲＨであり、各スタンドにおける入出側板厚よりマスフロー一定則により決定される。

タンデム圧延機においては、ある圧延機スタンドの速度変更による影響が他の圧延機スタンドに及ばないようにサクセッシブ制御が行われている。図４は、一般的なタンデム圧延機におけるサクセッシブ制御を示す図である。

図４に示すように、＃４スタンド出側板厚計の検出値を用いた板厚制御は、タンデム圧延機の最終スタンドである＃４圧延機スタンドの速度が変動しないように実施される。そのため、＃３圧延機スタンドの板速が調整されるが、その調整により更に前段の圧延機スタンドにおける圧延状態に変化が生じないように、更に前段の圧延機スタンドの板速も調整される。この制御がサクセッシブ制御である。

また、板厚制御の出力時、速度が変動しないようにするスタンドをマスタースタンドと呼ぶ。この場合、マスタースタンドは＃４圧延機スタンドとなる。速度が変動しないようにというのは、制御出力を出すときという意味であり、タンデム圧延機が加減速する場合は、当然＃４圧延機スタンド１４のロール速度も変動する。

従来の様に、マスタースタンドが＃４圧延機スタンドの場合、板厚制御が＃３圧延機スタンドの速度を操作すると、サクセッシブ制御により＃２圧延機スタンドおよび＃１圧延機スタンドの速度も操作することになる。そのため、上述した＃２圧延機スタンド１２の入側板速偏差ΔＶ_ｅ２も変動する。

他方、上記式（５）の制御を＃４圧延機スタンドをマスタースタンドとして行う場合、操作端は＃２圧延機スタンドの板速Ｖ_ｅ２となる。ここで、＃４圧延機スタンド１４における圧延現象と＃２圧延機スタンド１２における圧延現象との間にはタイムラグがあり、＃４圧延機スタンド１４の方が時系列的に後である。

従って、＃４圧延機スタンド１４における圧延状態の検知を、直接＃２圧延機スタンド１２における被圧延材の同地点の圧延制御に用いることは出来ない。また、＃２圧延機スタンド１２の制御に際しては、上述したようにサクセッシブによって発生する＃２圧延機スタンド１２の入側板速偏差ΔＶ_ｅ２の変動も考慮する必要があるため、制御は複雑となる。

更に、サクセッシブによって発生する＃２圧延機スタンド１２の入側板速偏差ΔＶ_ｅ２の変動について、上記式（３）に応じた影響が発生する。そのため、その影響について、被圧延材が＃４圧延機スタンド１４に到達したタイミングで補正する必要がある。

ΔＶ_ｅ２は、上記式（６）で表されるように、＃２圧延機スタンド１２のロール速度の他、圧延現象である＃２スタンド後進率ｂ_２によっても変動するが、外乱として除去できるものは可能な限り除去する事が必要である。

このような問題について、本実施形態に係る圧延制御においては、マスタースタンドを＃２圧延機スタンド１２にすることで解決する。この場合、図１に示すように、＃４圧延機スタンド１４の出側板厚制御６４の制御出力先を＃４圧延機スタンド１４とする。

図５は、＃２圧延機スタンドをマスタースタンドとした場合のサクセッシブ制御方法を示す図である。＃２圧延機スタンド１２の板速を変更しないように、＃３圧延機スタンドおよび＃４圧延機スタンドの速度を修正する。

再度図１を参照して、本実施形態に係るタンデム圧延機の制御方法について説明する。流入量演算装置１０１は、上記式（５）を用いて、＃４圧延機スタンド１４における補正量を演算する。

流出量設定装置１０２は、＃２圧延機スタンド１２で流入量演算時点の被圧延材を♯４圧延機スタンド１４まで移送処理し、＃４圧延機スタンド１４に対して制御出力を出力する。ここで、移送処理とは、ある地点で被圧延材の状態を検出した場合において、その検知位置が、その検出結果に応じた制御を行う位置に到達するまでの遅延期間を設けることである。流出量設定装置１０２の場合、＃２圧延機スタンド１２において圧延された被圧延材の部分が＃３圧延機スタンド１３や、＃４圧延機スタンド１４に到達するまでの遅延期間を設ける。

図６（ａ）は、各圧延機スタンドについて予め定められた出側板厚に応じて設定された各圧延機スタンドの圧延荷重を示す図である。このため、圧延荷重は、図６（ａ）に示すように設定値とほぼ一致する状態が正常状態である。

ここで、流出量制御装置１０２により＃４圧延機スタンド速度のみを操作した場合、図６（ｂ）に示すように、＃４圧延機スタンドの圧延荷重が設定値からずれ、それに伴って
＃３圧延機スタンドの圧延荷重も変化するという場合が発生する。

そのため、圧延荷重のスタンド配分を監視しながら、＃４圧延機スタンドのみでなく、＃３圧延機スタンドについても操作するようにする必要がある。これも考慮して、流出量設定装置１０２は＃３圧延機スタンド、＃４圧延機スタンドに対する制御出力を決定する。

流入量演算装置１０１の動作概要を図７に示す。図７に示すように、移送処理部１１０が、＃１圧延機スタンド出側板厚計４１の検出信号を板厚計位置から＃２圧延機スタンド位置まで移送処理して、＃２圧延機スタンド入側板厚偏差ΔＨ_２とする。

また、速度比算出部１１１が、♯１圧延機スタンド出側板速計８１の検出信号からΔＶ_ｅ２／Ｖ_ｅ２を求め、上記式（５）を用いて＃４圧延機スタンド出側における速度比ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４を求める。この速度比ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４が、マスフロー一定側に基づく下流側のロール対のロール速度を制御するための指標値として用いられる。

流出量演算装置１０２の動作概要を図８に示す。図８に示すように、移送処理部１２１が、流入量演算装置１０１にて演算された速度比ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４を＃３圧延機スタンド１３まで移送処理して、＃３圧延機スタンド直下における速度比（ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４）＃３を求める。

また、移送処理部１２２が、（ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４）＃３を更に移送処理して、＃４圧延機スタンド直下における速度比（ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４）＃４を求める。

そして、流出量演算装置１０２は、＃３圧延機スタンドに対しては、上記（ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４）＃３に制御ゲインＧ_３を乗じて＃３圧延機スタンドに対する制御出力（１＋ΔＶ_Ｒ３／Ｖ_Ｒ３）_ＣＮＴを出力する。

また、＃４圧延機スタンドについては、制御ゲインＧ_４が上記（ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４）＃４に乗じられ、速度指令演算部１２３が、＃４スタンド圧延機スタンド出側板速計８４の測定結果Ｖ_ｏ４ＦＢを用いて、以下の式（８）により＃４圧延機スタンドの速度操作量ΔＶ_Ｒ４を求める。

尚、制御ゲインＧ_４は、（１−Ｇ_３）である。そもそも、速度比ΔＶ_ｏ４／Ｖ_ｏ４は、＃２圧延機スタンド１２から＃４圧延機スタンド１４までを１つの圧延機スタンドとみなしてマスフロー一定側により求めた値である。従って、基本的には、その制御値は＃４圧延機スタンド１４のみに適用すれば足りる。

これに対して、本実施形態に係る圧延機制御においては、その制御値を、ゲインＧ_３、Ｇ_４により＃３圧延機スタンド１３と＃４圧延機スタンド１４とに分散している。これにより、夫々の圧延機スタンドにおける圧延荷重の偏りを防ぐことが出来る。即ち、本実施形態においては、＃２圧延機スタンド１２をマスタースタンドとし、１つの圧延機スタンドとみなした＃２〜＃４圧延機スタンドのうち、マスタースタンドである＃２圧延機スタンド１２以外のロール対に対して、マスフロー一定側に基づくロール速度の制御を行う。

そして、流出量演算装置１０２は、上記式（８）により求めた速度操作量ΔＶ_Ｒ４に基づき、＃４圧延機スタンドに対する制御出力（１＋ΔＶ_Ｒ４／Ｖ_Ｒ４）_ＣＮＴを出力する。

このようにして求められた制御出力は、スタンド速度指令ＳＳＲＨに乗算され、夫々の圧延機スタンド速度制御装置に出力される。尚、この場合、＃３圧延機スタンドに対する制御出力については、＃４圧延機スタンド速度指令に対してサクセッシブ制御が行われる。

また、この場合＃４圧延機スタンド出側の板厚制御７４は、図９に示すように動作する。これにより流出量設定装置１０２内の移送処理１２１、１２２の誤差による影響を除去する事ができる。以上の構成を用いることにより、＃２圧延機スタンド〜＃４圧延機スタンドのマスフロー一定則から＃４圧延機スタンド出側の板厚変動を抑制することが可能となる。

ここで、本実施形態に係る比較例として、図１０に示すような制御構成を採用する場合について説明する。図１０に示す構成は、本実施形態に係る図１の例と同様に＃１圧延機スタンド１１の出側及び＃４圧延機スタンド１４の出側にのみ板厚計を設け、本実施形態に係る複数スタンドを１つのスタンドとみなしたマスフロー制御を採用しない場合を示す図である。

図１０の例の場合、＃２圧延機スタンド１２および＃３圧延機スタンド１３の出側板厚が検出不可である。そのため、板厚制御の機会が減少するため板厚精度が悪化する問題が有る。また、＃２圧延機スタンド１２および＃３圧延機スタンド１３における圧下率が不明なため圧延荷重や電動機負荷が特定の圧延機スタンドに偏ったり、各圧延機スタンド間の比率が悪くなるといった問題が有る。

より具体的には、夫々の圧延機スタンドにおける圧延状態が当初の想定通りである場合には、＃２圧延機スタンド１２および＃３圧延機スタンド１３の出側板厚が検出不可であったとしても、板厚制度は大幅に悪化することはない。同様に、夫々の圧延機スタンドの負荷が偏ることもない。

これに対して、例えば＃２圧延機スタンドにおける圧延状態に外乱が生じた場合に、そこで生じた外乱が＃３圧延機スタンド１３、＃４圧延機スタンド１４に影響する。図１０の例においては、そのような影響を＃４スタンド出側ＡＧＣ６４による＃３圧延機スタンド１３に対する操作で解消しようとするため、上述した問題が発生することとなる。

本実施形態に係る圧延機においては、図１０に示すように検出器を省略した状態において検出可能な圧延状態、即ち、＃２圧延機スタンド１２の流入側と、＃４圧延機スタンド１４の流出側とでマスフロー一定側による制御を行う。その場合において、マスタースタンドを上流側である＃２圧延機スタンド１２とし、最終段である＃４圧延機スタンド１４の出側板厚を保つために下流側の圧延機スタンドの制御量を操作する。

このような態様によれば、例えば＃２圧延機スタンドにおける圧延状態に外乱が生じた場合、その外乱は入側板厚の偏差ΔＨ_２や、入側板側の偏差ΔＶ_ｅ２としてマスフロー制御に取り入れられ、上述したように＃３圧延機スタンド１３や＃４圧延機スタンド１４に対する制御として用いられる。

その際には、マスタースタンドが上流側の＃２圧延機スタンド１２とされているために
、図８において説明した移送処理部１２１、移送処理部１２２の機能により、＃２圧延機スタンド１２において生じた外乱をフィードフォワード的に＃３圧延機スタンド１３、＃４圧延機スタンド１４に適用することが出来る。従って、本実施形態に係る圧延機制御によれば、複数の圧延機スタンド全体の入側及び出側における被圧延材の状態に基づいて圧延制御を行う場合の好適な制御を提供することが出来る。

尚、上記実施形態においては、４スタンドタンデム圧延機につき説明したが、同様の考え方で任意のスタンド数のタンデム圧延機に適用可能である。また、上記実施形態においては、＃１圧延機スタンド１１の出側と＃４圧延機スタンド１４の出側に検出器が設置されている場合につき説明したが、他の任意のスタンド出側に検出器が設置されている場合でも同様に適用可能である。

また、上記実施形態においては、＃１圧延機スタンド１１および＃４圧延機スタンド１４の出側に、板速計が設置された場合につき説明したが、被圧延材の板速度が検出可能であれば、手段は問わない。例えば、スタンド間の被圧延材速度を被圧延材に接触したロールの回転数を測定する事で求めても良いし、板厚計での測定結果から先進率を推定することで板速を求めても良い。その他の方法でも被圧延材の速度が求められれば利用可能である。

また、図７に示すような流入量演算装置１０１や、図８に示すような流出量演算装置１０２は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実現される。ここで、本実施形態に係る流入量演算装置１０１、流出量演算装置１０２等の情報処理装置の各機能を実現するためのハードウェアについて、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１１に示すように、本実施形態に係る情報処理装置は、一般的なサーバやＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等と同様の構成を有する。

即ち、本実施形態に係る情報処理装置は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２０１、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）２０３、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）２０４およびＩ／Ｆ２０５がバス２０８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ２０５にはＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）２０６および操作部２０７が接続されている。

ＣＰＵ２０１は演算手段であり、情報処理装置全体の動作を制御する。ＲＡＭ２０２は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２０１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ２０３は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。

ＨＤＤ２０４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ２０５は、バス２０８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。また、Ｉ／Ｆ２０５は、情報処理装置が情報をやり取りし、若しくは圧延機に対して情報を入力するためのインタフェースとしても用いられる。

ＬＣＤ２０６は、オペレータが情報処理装置の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部２０７は、キーボードやマウス等、オペレータが装置に情報を入力するためのユーザインタフェースである。このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ２０３に格納されたプログラムや、ＨＤＤ２０４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体からＲＡＭ２０２に読み出されたプログラムに従ってＣＰＵ１０１が演算を行
うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る流入量演算装置１０１、流出量演算装置１０２の機能が実現される。

尚、上記実施形態においては、流入量演算装置１０１、流出量演算装置１０２が夫々別の装置として構成されている場合を例として説明したが、双方の機能を有する１つの装置として構成されても良いし、更に複数の装置に機能を分散しても良い。

１１＃１圧延機スタンド
１２＃２圧延機スタンド
１３＃３圧延機スタンド
１４＃４圧延機スタンド
２１、２２、２３、２４速度制御装置
３１、３２、３３、３４ロールギャップ制御装置
４１＃１スタンド出側板厚計
４４＃４スタンド出側板厚計
５１、５２、５３、５４スタンド間張力計
６１＃１スタンド出側ＡＧＣ
６４＃４スタンド出側ＡＧＣ
７１＃１−＃２スタンド間張力制御
７２＃２−＃３スタンド間張力制御
７３＃３−＃４スタンド間張力制御
８１＃１圧延機スタンド出側速度計
８４＃４圧延機スタンド出側速度計
１０１流入量演算装置
１０２流出量演算装置
１１０移送処理部
１１１速度比算出部
１２１移送処理部
１２２移送処理部
１２３速度指令演算部
２０１ＣＰＵ
２０２ＲＯＭ
２０３ＲＡＭ
２０４ＨＤＤ
２０５Ｉ／Ｆ
２０６ＬＣＤ
２０７操作部

Claims

被圧延材を複数のロール対で圧延するタンデム圧延機を制御する圧延制御装置であって、
前記被圧延材に対して連続して配置された複数のロール対のうち、最上流側に配置された最上流ロール対から流出される被圧延材の板厚を計測する板厚計であり、前記最上流ロール対と、前記最上流ロール対の下流側に位置する一つ隣のロール対である最近隣ロール対との間に設けられる第１板厚計と、
前記最上流ロール対から流出される被圧延材の搬送方向における速度を計測する板速計であり、前記最上流ロール対と前記最近隣ロール対との間に設けられる第１板速計と、
前記第１板厚計の実測結果に基づき導出される、第１の厚さ設定値からの偏差である第１の厚さ偏差と、前記第１板速計の実測結果に基づき導出される、第１の速度設定値からの偏差である第１の速度偏差とに基づき、事前に定義される算出式を用いて、最下流側に配置された最下流ロール対の出側における被圧延材の第２の速度設定値と前記最下流ロール対の出側での目的板厚を保つための調整速度との比である速度比を、指標値として演算する流入量演算部と、
前記流入量演算部によって演算された前記指標値を入力し、前記複数のロール対の中の前記最上流ロール対および前記最近隣ロール対以外のロール対のロール速度を制御するための制御値を、前記指標値と、制御対象のロール対ごとに規定される制御ゲインとに基づき、ロール対ごとに算出し、算出した各制御値を、対応する制御対象のロール対に向けてそれぞれ出力する流出量演算部と、
を有することを特徴とする圧延制御装置。
前記流出量演算部は、前記被圧延材がロール対それぞれに到達するタイミングごとに、前記被圧延材が到達したロール対に応じた前記制御値を算出し、当該ロール対に向けて出力することを特徴とする請求項１に記載の圧延制御装置。
前記流出量演算部は、さらに、算出した制御値の中の前記最下流ロール対のロール速度の制御値と、前記最下流ロール対から流出する被圧延材の速度の実測結果とを合成した値により、前記最下流ロール対のロール速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の圧延制御装置。
被圧延材を複数のロール対で圧延するタンデム圧延機を制御する圧延制御装置であり、
前記被圧延材に対して連続して配置された複数のロール対のうち、最上流側に配置された最上流ロール対から流出される被圧延材の板厚を計測する板厚計であり、前記最上流ロール対と、前記最上流ロール対の下流側に位置する一つ隣のロール対である最近隣ロール対との間に設けられる第１板厚計と、
前記最上流ロール対から流出される被圧延材の搬送方向における速度を計測する板速計であり、前記最上流ロール対と前記最近隣ロール対との間に設けられる第１板速計と、
を有する圧延制御装置の圧延制御方法であって、
前記第１板厚計の実測結果に基づき導出される、第１の厚さ設定値からの偏差である第１の厚さ偏差と、前記第１板速計の実測結果に基づき導出される、第１の速度設定値からの偏差である第１の速度偏差とに基づき、事前に定義される算出式を用いて、最下流側に配置された最下流ロール対の出側における被圧延材の第２の速度設定値と前記最下流ロール対の出側での目的板厚を保つための調整速度との比である速度比を、指標値として演算し、
前記指標値を入力し、前記複数のロール対の中の前記最上流ロール対および前記最近隣ロール対以外のロール対のロール速度を制御するための制御値を、前記指標値と、制御対象のロール対ごとに規定される制御ゲインとに基づき、ロール対ごとに算出し、算出した各制御値を、対応する制御対象のロール対に向けてそれぞれ出力することを特徴とする圧延制御方法。
被圧延材を複数のロール対で圧延するタンデム圧延機を制御する、コンピュータにより実装される圧延制御装置であり、
前記被圧延材に対して連続して配置された複数のロール対のうち、最上流側に配置された最上流ロール対から流出される被圧延材の板厚を計測する板厚計であり、前記最上流ロール対と、前記最上流ロール対の下流側に位置する一つ隣のロール対である最近隣ロール対との間に設けられる第１板厚計と、
前記最上流ロール対から流出される被圧延材の搬送方向における速度を計測する板速計であり、前記最上流ロール対と前記最近隣ロール対との間に設けられる第１板速計と、
を有する圧延制御装置に実行させるための圧延制御プログラムであって、
前記第１板厚計の実測結果に基づき導出される、第１の厚さ設定値からの偏差である第１の厚さ偏差と、前記第１板速計の実測結果に基づき導出される、第１の速度設定値からの偏差である第１の速度偏差とに基づき、事前に定義される算出式を用いて、最下流側に配置された最下流ロール対の出側における被圧延材の第２の速度設定値と前記最下流ロール対の出側での目的板厚を保つための調整速度との比である速度比を、指標値として演算するステップと、
前記指標値を入力し、前記複数のロール対の中の前記最上流ロール対および前記最近隣ロール対以外のロール対のロール速度を制御するための制御値を、前記指標値と、制御対象のロール対ごとに規定される制御ゲインとに基づき、ロール対ごとに算出し、算出した各制御値を、対応する制御対象のロール対に向けてそれぞれ出力するステップとを、前記圧延制御装置に実行させることを特徴とする圧延制御プログラム。