JPH0667522B2 - Automatic shape control method for rolling mill - Google Patents

Automatic shape control method for rolling mill

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JPH0667522B2
JPH0667522B2 JP61133742A JP13374286A JPH0667522B2 JP H0667522 B2 JPH0667522 B2 JP H0667522B2 JP 61133742 A JP61133742 A JP 61133742A JP 13374286 A JP13374286 A JP 13374286A JP H0667522 B2 JPH0667522 B2 JP H0667522B2
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rolling mill
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定 寺戸
光博 阿部
孝行 加地
尚 御厨
明彦 福原
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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
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2275/00Mill drive parameters
    • B21B2275/02Speed
    • B21B2275/06Product speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は圧延材の形状制御を自動的に行う圧延機の自動
形状制御方法に関する。
The present invention relates to an automatic shape control method for a rolling mill that automatically controls the shape of a rolled material.

<従来の技術> 第4図は従来の自動形状制御方法を実施する4段式圧延
機の構成図であり、1は圧延機、2はバックアップロー
ル、3はワークロール、4はロールベンディング装置、
5は圧下装置、6は圧延材、7は形状検出器、8は形状
演算装置、9a,9bはコントローラをそれぞれ示す。
<Prior Art> FIG. 4 is a block diagram of a four-high rolling mill that implements a conventional automatic shape control method. 1 is a rolling mill, 2 is a backup roll, 3 is a work roll, 4 is a roll bending device,
5 is a rolling down device, 6 is a rolled material, 7 is a shape detector, 8 is a shape calculation device, and 9a and 9b are controllers.

この圧延機によると、形状検出器7で検出した圧延材6
の板幅方向の伸び率分布から1次成分A1と2次成分A2
を形状演算装置8で求める。尚、1次成分A1と2次成分
A2とは、同図中に示すように、それぞれ非対称伸びと対
称伸びとの大きさを表わすものであり、板幅方向の伸び
率分布からこれら成分A1,A2を求める方法としては、例
えば特願昭60−97980号に示されるように直交関数によ
る方法や特開昭55−19401号公報に示されるようにべき
級数によって求める方法等が知られている。
According to this rolling mill, the rolled material 6 detected by the shape detector 7
The first-order component A 1 and the second-order component A 2 are obtained by the shape calculation device 8 from the elongation distribution of the sheet width direction. The primary component A 1 and the secondary component
As shown in the same figure, A 2 represents the magnitude of asymmetrical elongation and symmetrical elongation, respectively, and as a method for obtaining these components A 1 and A 2 from the elongation rate distribution in the strip width direction, For example, a method using an orthogonal function as shown in Japanese Patent Application No. 60-97980 and a method using a power series as shown in JP-A-55-19401 are known.

そして、上記1次成分A1が目標値A1 (通常A1 =0と
設定する)になるようにコントローラ9aで圧下装置5を
駆動する。例えば、目標値に対して駆動側の伸び率が大
きい場合には、駆動側の圧下を開放すると共に、作業側
を圧下しA1=A1 となるようにコントロールする。ま
た、上記2次成分A2も目標値A2 (通常A2 =0と設定
する)になるようにコントローラ9bでロールベンディン
グ装置4を駆動する。例えば、目標値に対して端伸び気
味であれば、ワークロール3の凸クラウンを増加させる
方向にロールベンディング装置4を駆動し、A2=A2
なるようにコントロールする。
Then, the controller 9a drives the pressure reducing device 5 so that the primary component A 1 becomes the target value A 1 * (normally A 1 * = 0 is set). For example, when the elongation on the drive side is higher than the target value, the reduction on the drive side is released, and the work side is reduced to control A 1 = A 1 * . Further, the roll bending device 4 is driven by the controller 9b so that the secondary component A 2 also has the target value A 2 * (normally A 2 * = 0 is set). For example, if the edge is slightly stretched with respect to the target value, the roll bending device 4 is driven in a direction of increasing the convex crown of the work roll 3 and controlled so that A 2 = A 2 * .

尚、コントローラ9a,9bは通常PIコントローラが用いら
れており、また、コントローラ9a,9bの比例ゲイン及び
積分時間は従来では一定値であった。
A PI controller is usually used as the controllers 9a and 9b, and the proportional gain and the integration time of the controllers 9a and 9b have been constant values in the past.

<発明が解決しようとする問題点> 上記した従来の自動形状制御装置にあっては次のような
問題点があった。
<Problems to be Solved by the Invention> The conventional automatic shape control device described above has the following problems.

第5図は2次成分A2の制御系を表すブロック図であり、
図中の9bは比例ゲインKp,積分時間TiをもつPIコントロ
ーラの制御系、4はロールベンディング装置の制御系を
示す。ロールベンディング装置の制御系4は、ロールベ
ンディング装置への指令値Fに対する形状変化(成分
A2)の応答を表す1次おくれT、圧延機1から形状検出
器7までの移送おくれによるむだ時間L、定数K及びS
から構成されている。
FIG. 5 is a block diagram showing the control system of the secondary component A 2 .
In the figure, 9b is a control system of a PI controller having a proportional gain Kp and an integration time Ti, and 4 is a control system of a roll bending device. The control system 4 of the roll bending device changes the shape (component) with respect to the command value F to the roll bending device.
A 2 ), which represents the response, the dead time L due to the transfer delay from the rolling mill 1 to the shape detector 7, the constants K and S.
It consists of

ここで、圧延機1と形状検出器7との間の距離は通常2
〜3m程度であるので、圧延速度を、100mpmとするとむだ
時間Lは1.2〜1.8sec程度である。また、ロールベンデ
ィング装置4、形状検出器7等の応答性から時定数Tは
0.5sec程度であるので、第5図に示す制御系は圧延速度
が低い場合はむだ時間L支配の系である。このような制
御系において、むだ時間Lが支配的な場合のPIコントロ
ーラ9bの比例ゲインKp及び積分時間Tiの最適値はむだ時
間L(すなわち圧延速度)によって変化する。一例とし
て、オーバーシュートなしで最小整定時間を得るには、 また、オーバーシュート20%で最小整定時間を得るに
は、 等の方法が知られている。
Here, the distance between the rolling mill 1 and the shape detector 7 is usually 2
Since it is about 3 m, the dead time L is about 1.2 to 1.8 sec when the rolling speed is 100 mpm. In addition, the time constant T is determined from the responsiveness of the roll bending device 4, the shape detector 7, and the like.
Since it is about 0.5 sec, the control system shown in FIG. 5 is a system governing the dead time L when the rolling speed is low. In such a control system, the optimum values of the proportional gain Kp and the integral time Ti of the PI controller 9b when the dead time L is dominant vary depending on the dead time L (that is, the rolling speed). As an example, to get the minimum settling time without overshoot, Also, to get the minimum settling time with 20% overshoot, Etc. are known.

しかしながら、従来の自動形状制御方法にあっては、比
例ゲインKp及び積分時間Tiは圧延速度に係りなく一定値
であるので、Kp及びTiの値は制御系の安定性の面から最
低圧延速度(最大むだ時間)時に最適な値とする必要が
ある。このため、圧延速度が高速となってむだ時間が小
さくなっても応答(整定時間)は低速時とほぼ同じであ
るため、高速時の整定長さ(圧延速度/整定時間)は長
くなり、高精度な自動形状制御を達成できないという問
題があった。この事情は1次成分A1の制御についても同
様である。
However, in the conventional automatic shape control method, since the proportional gain Kp and the integration time Ti are constant values regardless of the rolling speed, the values of Kp and Ti are the minimum rolling speed (in terms of stability of the control system). It is necessary to set the optimum value for the maximum dead time). Therefore, even if the rolling speed is high and the dead time is small, the response (settling time) is almost the same as that at low speed, so the settling length (rolling speed / stabilizing time) at high speed becomes long and high. There is a problem that accurate automatic shape control cannot be achieved. This situation also applies to the control of the first-order component A 1 .

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、圧延速
度の変化に係らず高精度な自動形状制御を達成する方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for achieving highly accurate automatic shape control regardless of changes in rolling speed.

<問題点を解決するための手段> 本発明に係る圧延機の自動形状制御方法は、圧延機の下
流側に離れて設置した形状検出器の検出信号もフィード
バックして自動的に圧延材の形状制御を行う圧延機にお
いて、圧延速度を検出し、制御系の比例ゲイン及び積分
時間を該圧延速度に応じて設定することを特徴とする。
<Means for Solving Problems> An automatic shape control method for a rolling mill according to the present invention automatically feeds back the shape of a rolled material by feeding back a detection signal of a shape detector installed separately on the downstream side of the rolling mill. A rolling mill for control is characterized by detecting a rolling speed and setting a proportional gain and an integration time of a control system according to the rolling speed.

<作 用> 圧延速度に応じて比例ゲイン及び積分時間を設定する
と、圧延速度が高速になるに伴って応答時間が短かくな
って、各圧延速度において最適な応答を得ることができ
る。
<Operation> When the proportional gain and the integration time are set according to the rolling speed, the response time becomes shorter as the rolling speed becomes faster, and the optimum response can be obtained at each rolling speed.

<実施例> 本発明を4段式圧延機に適用した一実施例を図面を参照
して説明する。
<Example> An example in which the present invention is applied to a four-high rolling mill will be described with reference to the drawings.

第1図は4段式圧延機の構成図である。尚、従来と同一
部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。第
1図において、11は速度計、12は速度補正演算装置であ
り、速度補正演算装置12は速度計11によって検出された
時々刻々の圧延速度vからコントローラ9a及び9bの比例
ゲインKp及び積分時間Tiを時々刻々計算して設定する。
FIG. 1 is a block diagram of a four-high rolling mill. Incidentally, the same parts as those of the conventional one are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. In FIG. 1, 11 is a speedometer, 12 is a speed correction calculation device, and the speed correction calculation device 12 calculates the proportional gain Kp and integration time of the controllers 9a and 9b from the rolling speed v detected by the speedometer 11 every moment. Ti is calculated every moment and set.

ここで、基準圧延速度をv0,基準圧延速度v0における比
例ゲイン及び積分時間の最適値をそれぞれKp0,Ti0とし
て、圧延速度vから比例ゲインKp及び積分時間Tiを求め
るには次のような幾つかの方法がある。
Here, assuming that the reference rolling speed is v 0 , and the optimum values of the proportional gain and the integration time at the reference rolling speed v 0 are Kp 0 and Ti 0 , respectively, the proportional gain Kp and the integration time Ti are calculated from the rolling speed v as follows. There are several ways to do this.

すなわち、 のように、圧延速度v若しくは圧延速度の平方根 に比例して比例ゲインKpを増加し、圧延速度v若しくは
圧延速度の平方根 に逆比例して積分時間Tiを減少する方法。また、第2図
に示すように、実験によって求めた圧延速度vと最適比
例ゲインKp及び最適積分時間Tiとの関係を表す近似式に
よって求める方法。また、同様の近似式のかわりにテー
ブルによって求める方法。
That is, , The rolling speed v or the square root of the rolling speed The proportional gain Kp is increased in proportion to the rolling speed v or the square root of the rolling speed. A method of reducing the integration time Ti in inverse proportion to. Further, as shown in FIG. 2, a method of obtaining by an approximate expression representing the relationship between the rolling speed v obtained by experiments, the optimum proportional gain Kp and the optimum integration time Ti. Also, instead of using the same approximate formula, a table is used.

一例として、(2)式及び(3)式によって比例ゲイン
Kp及び積分時間Tiを求めた場合における1次成分A1の制
御系の応答性を第3図に示す。第3図において、a)欄
は圧延速度v=100mpm時に1次成分A1の制御系に振幅2
×10-4のステップ状の目標値A1 を入力した場合の応答
であり、同欄のグラフに示すように、むだ時間が1.5sec
(移送距離を2.5mとした)で90%立上がり時間が7.5sec
である。尚、この時のRIコントローラ9aの定数をKP0,Ki
0とした。そして、第3図において、b)欄、c)欄は
それぞれ圧延速度v=200mpm,v=400mpmの場合であり、
90%立上り時間はそれぞれ4.2sec,2,4secと短かくなっ
ており、(2)式、(3)式による補正の効果があるこ
とが判る。また(1)式による補正についても前述した
(4)式(5)式により効果があることが判る。また、
第2図による補正についてもそれぞれ効果があることは
明らかである。
As an example, the proportional gain is calculated by the equations (2) and (3).
FIG. 3 shows the response of the control system of the first-order component A 1 when Kp and the integration time Ti are obtained. In Fig. 3, column a) shows the amplitude of 2 in the control system of the primary component A 1 when the rolling speed is v = 100 mpm.
This is the response when a step-like target value A 1 * of × 10 -4 is input. As shown in the graph in the same column, the dead time is 1.5 seconds.
90% rise time is 7.5sec with (transfer distance is 2.5m)
Is. At this time, the constant of RI controller 9a is set to K P0 , Ki
It was set to 0 . Then, in FIG. 3, columns b) and c) are the cases of rolling speed v = 200 mpm, v = 400 mpm, respectively.
The 90% rise times are as short as 4.2 seconds, 2 and 4 seconds, respectively, and it can be seen that there is an effect of correction by equations (2) and (3). Further, it is understood that the correction by the equation (1) is also effective by the equations (4) and (5) described above. Also,
It is clear that the corrections according to FIG. 2 also have their respective effects.

上記実施例は本発明を4段式圧延機に適用したものであ
るが、勿論本発明は他の形式の圧延機に適用することも
できる。
Although the above-mentioned embodiment applies the present invention to a four-high rolling mill, the present invention can of course be applied to other types of rolling mills.

<発明の効果> 本発明によれば、圧延機と形状検出器との間の移送おく
れによって生じるむだ時間が支配的な自動形状制御系に
おいて、圧延速度に応じてコントローラの比例ゲイン及
び積分時間を設定するようにしたため、圧延速度の増加
に伴って応答時間を短かくすることができる。従って、
圧延速度の増加に伴う整定長さ(圧延速度/整定時間)
の増加を抑えることができ、高精度な自動形状制御を達
成することができる。
<Advantages of the Invention> According to the present invention, in an automatic shape control system in which a dead time caused by a transfer delay between a rolling mill and a shape detector is dominant, a proportional gain and an integral time of a controller are set according to a rolling speed. Since it is set, the response time can be shortened as the rolling speed increases. Therefore,
Settling length with increasing rolling speed (rolling speed / settling time)
Can be suppressed, and highly accurate automatic shape control can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明を適用した4段式圧延機の構成図、第2
図は圧延速度に対する最適比例ゲイン及び最適積分時間
を表す特性図、第3図は本発明の効果の説明図、第4図
は従来の自動形状制御方法を実施する4段式圧延機の構
成図、第5図は従来の制御系を表すブロック図である。 図面中、 1は圧延機、 6は圧延材、 7は形状検出器、 11は速度計、 12は速度補正演算装置である。
FIG. 1 is a block diagram of a four-high rolling mill to which the present invention is applied,
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an optimum proportional gain and an optimum integration time with respect to a rolling speed, FIG. 3 is an explanatory view of the effect of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a conventional control system. In the drawings, 1 is a rolling mill, 6 is a rolled material, 7 is a shape detector, 11 is a speedometer, and 12 is a speed correction computing device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 光博 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 加地 孝行 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 御厨 尚 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 福原 明彦 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuhiro Abe 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Factory (72) Inventor Takayuki Kaji 1 Kawasaki-cho, Chiba-shi Chiba Prefecture Kawasaki Steelmaking Co., Ltd.Technical Research Headquarters (72) Inventor Takashi Misaki, 1 Kawasaki-cho, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd., Chiba Works (72) Inventor, Akihiko Fukuhara, 1 Kawasaki-machi, Chiba, Chiba In-house

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧延機の下流側に離れて設置した形状検出
器の検出信号をフィードバックして自動的に圧延材の形
状制御を行う圧延機において、圧延速度を検出し、制御
系の比例ゲイン及び積分時間を該圧延速度に応じて設定
することを特徴とする圧延機の自動形状制御方法。
1. A rolling mill for automatically controlling the shape of a rolled material by feeding back a detection signal from a shape detector installed separately on the downstream side of the rolling mill, detects a rolling speed, and outputs a proportional gain of a control system. And an automatic shape control method for a rolling mill, wherein the integration time is set according to the rolling speed.
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