JPH0472609B2 - - Google Patents

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JPH0472609B2
JPH0472609B2 JP60065929A JP6592985A JPH0472609B2 JP H0472609 B2 JPH0472609 B2 JP H0472609B2 JP 60065929 A JP60065929 A JP 60065929A JP 6592985 A JP6592985 A JP 6592985A JP H0472609 B2 JPH0472609 B2 JP H0472609B2
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JP
Japan
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angle
looper
looper arm
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JP60065929A
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English (en)
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JPS61222621A (ja
Inventor
Hirotoshi Domoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication of JPH0472609B2 publication Critical patent/JPH0472609B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/50Tension control; Compression control by looper control

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は主に熱延仕上ミル等の連続圧延機にお
いて用いるルーパの制御装置に関するものであ
る。 〔従来技術〕 ルーパはストリツプ等圧延材のループ量、及び
圧延材張力を安定維持する機能を司つており、圧
延材通板時等における圧延材トツプのスタンド噛
込み直後の如きライン速度の外乱に際して生ずる
角速度の変動を角度一定制御を施すことによつて
補償する方法が採用されている。 第5図は従来装置のブロツク図であり、ルーパ
アーム角度指令値としてθrefが設定されている。
圧延ライン速度に外乱vLが生じるとルーパアーム
の角度がθとなる。圧延ルーパ系は伝達関数K0
の伝達要素61、伝達関数1/sの伝達要素62
で表せ、伝達要素62出力のルーパアームの角度
θは適宜手段で検出されて加え合せ点63へ与え
られる。 加え合せ点63においてはルーパアーム角度θ
と角度指令値θrefとの角度偏差Δθが求められ、
角度偏差信号として角度制御装置(伝達関数1+
1/STI+STD、TI:積分時間、TD:微分時間)6 4に入力され、ここで比例・積分・微分演算を施
された後、ミルモータの速度制御装置(伝達関
数:1/1+STI)65に入力され、ここからミル モータに速度修正制御信号が出力され、ルーパア
ーム角度が修正されるようになつている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで上述した如き従来装置における開路伝
達関数G.(s)の特性、即ちそのゲイン曲線は第7
図に示す如く近似される。第7図のグラフは横軸
に角周波数ω(rad/秒)を、また縦軸にゲイン
G(dB)をとつて示してあり、これから明らかな
如く安定条件を満たすための折点周波数1/To
における伝達関数G0(s)のゲインは15〜20dBとす
る必要があり、交叉角周波数ωcは1/5.6Tn〜 1/10Tn程度であるから急激な外乱発生時にはこれ に追従することが出来ず、特に通板に際しての圧
延材トツプの噛み込み直後等における如くセツト
アツプ不良、或いは板厚変動があつたときルーパ
アーム角度が急変し、必然的に板張力も急変して
しまうという問題があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは従来行つているルー
パアーム角度を一定に維持するルーパアーム角度
一定制御をメジヤーループによつて司る一方、角
速度一定制御を司るマイナループを設け、外乱に
よるルーパアームの角速度の変化を可及的迅速に
低減して急激なライン速度の変動に対しても高い
応答性が得られると共に、角度指令値を変更した
場合にも上記メジヤーループとマイナループとの
干渉を防止して速やかに安定した制御が行えるよ
うにした連続圧延機のルーパ制御装置を提供する
にある。 本発明に係る連続圧延機のルーパ制御装置は、
ルーパアームの角度及び角速度を検出する手段
と、該検出手段により得たルーパアーム角度とル
ーパアーム角度指令値とによつて算出した角度偏
差に基づいてルーパアームの角度変更量を一定の
上下限値の範囲内で算出する手段と、該手段にて
求めた角度変更量をルーパアーム角速度指令値と
し、これと前記検出手段により求めた角速度とに
よつて算出した角速度偏差に基づいて角速度変更
量を算出する手段と、該手段にて求めた角速度変
更量に基づいて連続圧延機のミルモータの速度を
調節すべく制御信号を出力する速度制御手段とを
具備することを特徴とする。 〔実施例〕 以下本発明を、その実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。第1図は本発明に係る連続
圧延機のルーパ制御装置(以下本発明装置とい
う)の模式図であり、図中i,i+1は相隣する
2つのスタンド、1はルーパ、2は圧延材を示し
ている。ルーパ1はスタンドi,i+1間にあつ
て、白抜矢符方向から通された圧延材2をその下
面側から上方に向けて押圧し、圧延材2に適切な
張力を付与すると共に、スタンドi,i+1間に
適正な圧延材2のルーブ量を確保するようになつ
ている。 ルーパ1は先端部にローラ1aを枢支したアー
ム1bの基端部をモータ(例えば油圧、又は電動
モータ)3に連繋して構成されており、そのルー
パアーム1bの角度θ及び角速度ωはこれに付設
した角度検出器4、角速度検出器5にて夫々検出
される。角度検出器4はセルシン、或いはパルス
ジエネレータ等にて構成され、また角速度検出器
5はタコジエネレータ等にて構成されている。角
速度検出器5で検出された角速度ωは加算器8へ
入力され、また角度検出器4で検出された角度θ
は減算器6及び張力制御装置12へ入力される。
減算器6は角度指令値と入力されたルーパアーム
角度θとの角度偏差Δθを求めてこれを角度制御
装置7へ出力し、該装置7にて角度変更量を算出
し、これを角速度指令値として減算器8へ出力す
る。減算器8においては前記角度指令値と、角速
度検出器5から入力される角速度ωとの角速度偏
差を角速度制御装置9へ入力する。 角速度制御装置9は入力された角速度偏差に基
づいて角速度変更量を演算し、これをミルモータ
の速度の補正値として加算器10へ出力する。 加算器10においては圧延材2の速度、つまり
ミルモータの速度の指令値と上記補正値とを加算
し、速度設定信号として速度制御装置11へ出力
する。 速度制御装置11は入力された速度設定値を実
現するに必要なミルモータに対する制御量を算出
すると共に、これに相応する制御信号をミルモー
タへ出力し、ルーパアームの角度及び角速度を共
に一定とする制御、換言すれば大きな変動を抑制
する方向に制御を行うこととなる。 一方張力制御装置12にあつては、入力された
ルーパアームの角度θに基づいて圧延材2の張力
を算出し、張力指令値と比較してその張力偏差に
相当する信号をトルク制御装置13へ出力する。
トルク制御装置13は入力された張力偏差を解消
するためのトルク修正量を算出し、これをモータ
3へ出力し、ルーパトルクを修正制御して圧延材
2に所定の張力を付与せしめるようになつてい
る。 次に上述した本発明装置による制御内容を第2
図に示すブロツク図に基づいて説明する。第2図
において、いま圧延ライン速度にvLの外乱が生
じ、圧延ルーパ系(その一部は伝達関数K0を有
する伝達要素31で表せる)でルーパアームの角
速度がωだけ変化したとする。この角速度ωは角
速度検出器5で検出され加え合せ点36へ出力さ
れる。 角速度ωの積分要素32出力はルーパアーム角
度θの変化量となるが、この変化量は角度検出器
4で検出され加え合せ点33へ与えられる。加え
合せ点33は減算器6に相当し、角度指令値θref
とルーパアーム角度θの変化量との差を角度制御
装置7へ入力し、その伝達関数Kpの伝達要素3
4で比例計算をし、更に伝達関数KL(1+1/ST1) の伝達要素35で積分計算をし、その計算値を同
じく角度制御装置7内のリミツタ35aに与え
る。ここで予め設定されている上下限値の範囲の
値に制限された信号が減算器8に相当する加え合
せ点36へ角速度指令値として入力される。加え
合せ点36においては前記角速度指令値と角速度
検出器5から出力されるルーパアームの角速度ω
との角速度偏差を求め、これを角速度制御装置6
の伝達関数Kωの伝達要素36へ入力し、ここで
比例演算を施され、角速度偏差を解消するための
角速度変更量を演算してこれを伝達関数
1/1+ST2の伝達要素28として表される速度制 御装置11へ出力する。該速度制御装置11にあ
つては、入力された角速度変更量に基づいてミル
モータの制御量を演算し、該ミルモータに制御信
号を出力してルーパアームの角度及び角速度変化
を抑制すべくミルモータ速度を調節する。 上述した如き本発明装置にあつてはルーパアー
ムの角度一定制御系のメジヤーループに加えてル
ーパアームの角速度一定制御系のマイナーループ
を備えるから、外乱により生じたルーパアームの
角速度変化を直接的に検出し得てミルモータ速度
に対する補正出力を迅速に発することが出来、応
答性が格段に向上し、外乱に対するルーパアーム
の角速度変化を大幅に低減し得て、角速度変化に
伴うストリツプの張力変動、板厚変動を低減出
来、安定な通板を行い得ることとなる。 一方角度指令値θrefを変更した場合、ルーパア
ーム角度の検出値との偏差が大となることが有る
が、リミツタ35aの存在により、その出力は制
限されて角速度制御のマイナループへ入力される
結果、過大な角速度変更制御が行われることがな
い。 またリミツタ35aの存在により過大な外乱が
生じた場合にも角速度指令値を一定以下に抑制出
来ることとなつて、特に通板尻抜け時等の急変時
における安定性が一層向上し、張力も安定すると
いう効果が得られる。 更に角度指令値θrefを変更した場合に、これと
ルーパアーム角度との差に基いて角速度指令値を
作成するので角度制御系と角速度制御系との干渉
を生じる不都合もない。 第3図は、本発明装置のゲイン曲線を示すグラ
フであり、横軸に角周波数ω(rad/秒)を、ま
た縦軸にゲインG(dB)をとつて示してある。そ
のゲイン曲線は角速度一定制御の制御系、即ちマ
イナーループのゲインを例えば第3図に破線で示
す如く変更することによつて閉路伝達関数G(s)の
交叉角周波数ωcは更に大きくすることが出来、
より確実な安定状態を得ることができることが解
る。 次に本発明装置と従来装置とにおける理論上の
応答値を比較して示す。なお操業条件は応答周波
数20rad/秒の仕上ミルを用い、圧延速度10msec
とし、使用供試材は低炭素キルド鋼製であつて、
仕上寸法を板厚1.6mm、板幅1000mmとし、またル
ーパアームの設定角を20°とした。結果は表1に
示すとおりである。この表1から明らかなように
マイナーループのゲインがメインループ及び従来
装置に比較して格段に小さく応答性に優れ、ルー
パアームの角速度の低減が迅速に行われているこ
とが解る。
〔効果〕
以上の如く本発明装置にあつては角度一定制御
系に加えて角速度一定制御系を具備するから、外
乱による角速度の変化に対する応答がより迅速と
なり、補正出力によつて、角速度の変化を大幅に
低減でき、張力の安定が得られ、通板も容易とな
る。 そして本発明ではリミツタを設けているので過
大な外乱に対しても安定性が高い。また角度指令
値の変更の際の両制御系の干渉による不都合がな
い。 更にルーパアーム角度が外乱により変化した場
合、過渡状態では伝送要素35又はリミツタ35
a出力、つまり角速度指令は0のままである。従
つて角速度制御が動作して早期に角速度0、即ち
ルーパアームが停止状態となり、外乱によるルー
パ角度変化は小さいままに制御される。これに少
し遅れて角速度指令が出て元の状態へ戻されるこ
とになる。つまりルーパアーム角度の変化も小さ
くて済むという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の模式図、第2図はそのブ
ロツク図、第3図は同じくゲイン曲線を示すグラ
フ、第4図は本発明装置の比較試験結果を示すグ
ラフ、、第5図は従来装置のブロツク図、第6図
は同じくゲイン曲線を示すグラフ、第7図は従来
装置の試験結果を示すグラフである。 1……ルーパ、2……圧延材、3……モータ、
4……角度検出器、5……角速度検出器、7……
角度制御装置、9……角速度制御装置、11……
速度制御装置、21,22〜27……伝達要素、
31,32〜38……伝達要素、i,i+1……
スタンド、35a……リミツタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ルーパアームの角度及び角速度を検出する手
    段と、該検出手段により得たルーパアーム角度と
    ルーパアーム角度指令値とによつて算出した角度
    偏差に基づいてルーパアームの角度変更量を一定
    の上下限値の範囲内で算出する手段と、該手段に
    て求めた角度変更量をルーパアーム角速度指令値
    とし、これと前記検出手段により求めた角速度と
    によつて算出した角速度偏差に基づいて角速度変
    更量を算出する手段と、該手段にて求めた角速度
    変更量に基づいて連続圧延機のミルモータの速度
    を調節すべく制御信号を出力する速度制御手段と
    を具備することを特徴とする連続圧延機のルーパ
    制御装置。
JP60065929A 1985-03-28 1985-03-28 連続圧延機のル−パ制御装置 Granted JPS61222621A (ja)

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JP60065929A JPS61222621A (ja) 1985-03-28 1985-03-28 連続圧延機のル−パ制御装置

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JP60065929A JPS61222621A (ja) 1985-03-28 1985-03-28 連続圧延機のル−パ制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS61222621A JPS61222621A (ja) 1986-10-03
JPH0472609B2 true JPH0472609B2 (ja) 1992-11-18

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54133464A (en) * 1978-04-07 1979-10-17 Nippon Steel Corp Controlling method for constant interstand loop of continuous rolling mill
JPS5886919A (ja) * 1981-11-20 1983-05-24 Nippon Kokan Kk <Nkk> 連続式圧延機スタンド間張力制御方法
JPS59110410A (ja) * 1982-12-15 1984-06-26 Toshiba Corp 連続熱間圧延機における圧延材張力及びル−パ位置制御方法並びにその装置

Patent Citations (3)

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JPS61222621A (ja) 1986-10-03

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