JPH07214125A - タンデム圧延機における板厚制御方法 - Google Patents
タンデム圧延機における板厚制御方法Info
- Publication number
- JPH07214125A JPH07214125A JP6010343A JP1034394A JPH07214125A JP H07214125 A JPH07214125 A JP H07214125A JP 6010343 A JP6010343 A JP 6010343A JP 1034394 A JP1034394 A JP 1034394A JP H07214125 A JPH07214125 A JP H07214125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stand
- control
- plate thickness
- tension
- rolling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タンデム圧延機の板厚制御システムにおい
て、最終スタンドに高粗度圧延ロールを用いる時の様
に、板とストリップの摩擦係数が大きく、当該スタンド
の圧下率が小さい場合に、板厚制御と張力制御の干渉を
制御する。原板板厚変動や、圧延機内で発生する各種板
厚外乱による板厚偏差を低減する。 【構成】 厚板板厚変動や圧延機内で発生する各種板厚
外乱に対して、これを最終スタンド前段で除去する板厚
制御方式を構成し、次に最終スタンドとその前段との間
の張力変動を除去する張力制御方式を構成し、更に同時
に、最終スタンド出側の板厚を制御するため、その偏差
を入力とする制御指令発生機構を組み込み、前述の両制
御の目標値を随時修正することで両制御の非干渉を実現
する。
て、最終スタンドに高粗度圧延ロールを用いる時の様
に、板とストリップの摩擦係数が大きく、当該スタンド
の圧下率が小さい場合に、板厚制御と張力制御の干渉を
制御する。原板板厚変動や、圧延機内で発生する各種板
厚外乱による板厚偏差を低減する。 【構成】 厚板板厚変動や圧延機内で発生する各種板厚
外乱に対して、これを最終スタンド前段で除去する板厚
制御方式を構成し、次に最終スタンドとその前段との間
の張力変動を除去する張力制御方式を構成し、更に同時
に、最終スタンド出側の板厚を制御するため、その偏差
を入力とする制御指令発生機構を組み込み、前述の両制
御の目標値を随時修正することで両制御の非干渉を実現
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属の冷間圧延などに
おいて使用されるタンデム圧延機の板厚制御法に係わ
る。
おいて使用されるタンデム圧延機の板厚制御法に係わ
る。
【０００２】
【従来技術】一般に、タンデム圧延機の重要な製品管理
指標として圧延材の板厚精度がある。
指標として圧延材の板厚精度がある。
【０００３】この板厚精度の、より一層の向上を目指し
て種々の板厚制御方法が提案されて来た。この板厚制御
方法に、圧延機スタンドの圧下装置を板厚偏差信号に応
じて制御する圧下ＡＧＣ（Automatic Gauge Control）
方式と、圧延機スタンドの駆動電動機の回転数を板厚偏
差信号に応じて修正する速度（あるいは張力）ＡＧＣ方
式が有ることはよく知られた周知の事実である。又、一
方でタンデム圧延機の安定通板のために、スタンド間張
力を一定の目標値に制御するか（連続制御）、又は目標
設定値にある比率を掛けて得られる許容上限値と許容下
限値の範囲内に張力実績を保つ様に制御する（リミット
制御）ために、圧延機スタンドの圧下装置と駆動電動機
の回転数を操作する張力制御が適用されてきた。板厚制
御と張力制御の両者は、共に制御操作端を同一とするこ
とと被圧延材の物理的な塑性加工上の機構のため全く独
立に同時に制御することは困難である。そこで従来は、
次に示す両制御の組合せが多く採用されて来ている。
て種々の板厚制御方法が提案されて来た。この板厚制御
方法に、圧延機スタンドの圧下装置を板厚偏差信号に応
じて制御する圧下ＡＧＣ（Automatic Gauge Control）
方式と、圧延機スタンドの駆動電動機の回転数を板厚偏
差信号に応じて修正する速度（あるいは張力）ＡＧＣ方
式が有ることはよく知られた周知の事実である。又、一
方でタンデム圧延機の安定通板のために、スタンド間張
力を一定の目標値に制御するか（連続制御）、又は目標
設定値にある比率を掛けて得られる許容上限値と許容下
限値の範囲内に張力実績を保つ様に制御する（リミット
制御）ために、圧延機スタンドの圧下装置と駆動電動機
の回転数を操作する張力制御が適用されてきた。板厚制
御と張力制御の両者は、共に制御操作端を同一とするこ
とと被圧延材の物理的な塑性加工上の機構のため全く独
立に同時に制御することは困難である。そこで従来は、
次に示す両制御の組合せが多く採用されて来ている。
【０００４】(1) 板厚制御と張力制御の同時制御に関し
て、張力実績値が許容上限及び許容下限で決められる範
囲内においては板厚制御を優先として張力制御は制御出
力を零とし、張力がこの許容範囲外に逸脱するときは板
厚制御出力をホールドし、張力制御の出力を開始して張
力制御を優先する。
て、張力実績値が許容上限及び許容下限で決められる範
囲内においては板厚制御を優先として張力制御は制御出
力を零とし、張力がこの許容範囲外に逸脱するときは板
厚制御出力をホールドし、張力制御の出力を開始して張
力制御を優先する。
【０００５】(2) 板厚制御と張力制御の同時制御に関し
て、制御操作端を板厚制御と張力制御で分離する。例え
ば、板厚制御は圧延機駆動電動機の回転数を操作し、他
方、張力制御は圧延機圧下装置の圧下位置を操作する。
しかも、物理的な塑性加工現象による両制御の干渉を防
止するため、板厚制御の応答性より張力制御の応答性を
数分の一に抑制するよう張力制御ゲインを落している。
て、制御操作端を板厚制御と張力制御で分離する。例え
ば、板厚制御は圧延機駆動電動機の回転数を操作し、他
方、張力制御は圧延機圧下装置の圧下位置を操作する。
しかも、物理的な塑性加工現象による両制御の干渉を防
止するため、板厚制御の応答性より張力制御の応答性を
数分の一に抑制するよう張力制御ゲインを落している。
【０００６】図４に、図１に示すような圧延システムの
制御用計算機１１０，１１１内に構築される、従来手法
の板厚制御機能及び張力制御機能のシステム構成を示
す。板厚制御及び張力制御法としては、一般的なタンデ
ム圧延機を想定して、Ｎｏ．１スタンド１にはスタンド
入側の板厚計８０の板厚偏差指示値に応じた圧下修正量
（圧下位置変更量若しくは圧延力変更量）を当該板厚偏
差がＮｏ．１スタンド１に到達するタイミングにて圧下
装置３１に出力する圧下フィードフォワードＡＧＣ １
０１、スタンド出側板厚計８１の板厚偏差に応じた圧下
修正量（圧下位置変更量若しくは圧延力変更量）を常に
圧下装置３１に返す圧下フィードバックＡＧＣ １０
２、又、Ｎｏ．１スタンド１の出側板厚計８１とＮｏ．
２スタンド２の出側板厚計８２から検出される板厚偏差
に基づく板厚修正指令を、それぞれ当該板厚偏差がＮ
ｏ．２，Ｎｏ．３スタンド２，３に到達するタイミング
にてＮｏ．１，Ｎｏ．２スタンド１，２の速度制御系に
返し、ロール回転数（駆動電動機回転数）を修正する速
度（張力）フィードフォワードＡＧＣ １０３，１０
４、更には、最終スタンド３（Ｎｏ．３スタンド）出側
に設置された板厚計８３の偏差信号により、最終スタン
ド３又はその直前のＮｏ．２スタンド２か、場合によっ
ては更にその前のＮｏ．１スタンド１のロール回転数
（駆動電動機回転数）を修正して成品板厚の絶対値制御
を行なう速度（張力）フィードバックＡＧＣ １０５、
一方で張力制御については、Ｎｏ．１，２間、Ｎｏ．
２，３間の張力計の目標値からの偏差出力に基づく張力
修正指令を、それぞれＮｏ．２，Ｎｏ．３スタンド２，
３の圧下装置３２，３３へ返し各スタンド２，３のロー
ルギャップを開閉することで張力制御を行なう圧下張力
制御（圧下ＡＴＲ）１０６，１０７を設定している。こ
れら各ＡＧＣの詳細内容については既存技術の一部であ
るためここでは割愛する。
制御用計算機１１０，１１１内に構築される、従来手法
の板厚制御機能及び張力制御機能のシステム構成を示
す。板厚制御及び張力制御法としては、一般的なタンデ
ム圧延機を想定して、Ｎｏ．１スタンド１にはスタンド
入側の板厚計８０の板厚偏差指示値に応じた圧下修正量
（圧下位置変更量若しくは圧延力変更量）を当該板厚偏
差がＮｏ．１スタンド１に到達するタイミングにて圧下
装置３１に出力する圧下フィードフォワードＡＧＣ １
０１、スタンド出側板厚計８１の板厚偏差に応じた圧下
修正量（圧下位置変更量若しくは圧延力変更量）を常に
圧下装置３１に返す圧下フィードバックＡＧＣ １０
２、又、Ｎｏ．１スタンド１の出側板厚計８１とＮｏ．
２スタンド２の出側板厚計８２から検出される板厚偏差
に基づく板厚修正指令を、それぞれ当該板厚偏差がＮ
ｏ．２，Ｎｏ．３スタンド２，３に到達するタイミング
にてＮｏ．１，Ｎｏ．２スタンド１，２の速度制御系に
返し、ロール回転数（駆動電動機回転数）を修正する速
度（張力）フィードフォワードＡＧＣ １０３，１０
４、更には、最終スタンド３（Ｎｏ．３スタンド）出側
に設置された板厚計８３の偏差信号により、最終スタン
ド３又はその直前のＮｏ．２スタンド２か、場合によっ
ては更にその前のＮｏ．１スタンド１のロール回転数
（駆動電動機回転数）を修正して成品板厚の絶対値制御
を行なう速度（張力）フィードバックＡＧＣ １０５、
一方で張力制御については、Ｎｏ．１，２間、Ｎｏ．
２，３間の張力計の目標値からの偏差出力に基づく張力
修正指令を、それぞれＮｏ．２，Ｎｏ．３スタンド２，
３の圧下装置３２，３３へ返し各スタンド２，３のロー
ルギャップを開閉することで張力制御を行なう圧下張力
制御（圧下ＡＴＲ）１０６，１０７を設定している。こ
れら各ＡＧＣの詳細内容については既存技術の一部であ
るためここでは割愛する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
最終スタンドに表面粗度の大きい圧延ロールを使って圧
延する際には、当該ロールと被圧延材の間ではクーラン
ト液による潤滑状態を介在して摩擦係数が大きくなるた
め、単位圧下位置変更量当りの荷重変動が大きくなる。
このため、最終スタンドの圧下率は通常の圧延状態より
極めて小さくし、数％となる様に各スタンドの負荷配分
（圧下率設定）を定めて圧延している。この時、当然な
がら最終スタンドＮとその直前のスタンドＮ−１間の張
力設定値も小さくせざるをえない。例えば図４の従来制
御システムでは、最終スタンドＮ、すなわちＮｏ．３ス
タンド３に高粗度の圧延ロールを使用する場合は、上述
の様に最終スタンド３での荷重変動が大きいため、Ｎ
ｏ．３スタンド３の圧下を操作するＮｏ．２〜Ｎｏ．３
スタンド間張力制御は使用出来ないので張力変動に対す
る有効な手段を欠くことになる。又、Ｎｏ．３スタンド
３の圧下率が小さいことと、それに伴いＮｏ．２〜３間
ユニット張力を低く押さえなければならないため、Ｎ
ｏ．３スタンド出側板厚計８３の板厚偏差に基づく板厚
修正指令をＮｏ．２スタンドに返す速度フィードバック
ＡＧＣ １０５も、この様な圧延の際は張力変動制御の
観点から制御操作端をＮｏ．２スタンド２からＮｏ．１
スタンド１へ変更していた。そのため、最終スタンド３
出側の品質を保証する速度フィードバックＡＧＣ １０
５が大きな無駄時間をもつ制御系となり、制御性能が著
しく低下して良好な板厚精度が確保出来ない。すなわ
ち、次のように制御上の制約が発生してしまうので、最
終スタンドＮの出側の板厚精度を板厚制御によって良好
に保ち、その上で最終スタンドＮとその直前のスタンド
Ｎ−１間の張力を安定に維持し得る有効な技術が存在し
なかった。
最終スタンドに表面粗度の大きい圧延ロールを使って圧
延する際には、当該ロールと被圧延材の間ではクーラン
ト液による潤滑状態を介在して摩擦係数が大きくなるた
め、単位圧下位置変更量当りの荷重変動が大きくなる。
このため、最終スタンドの圧下率は通常の圧延状態より
極めて小さくし、数％となる様に各スタンドの負荷配分
（圧下率設定）を定めて圧延している。この時、当然な
がら最終スタンドＮとその直前のスタンドＮ−１間の張
力設定値も小さくせざるをえない。例えば図４の従来制
御システムでは、最終スタンドＮ、すなわちＮｏ．３ス
タンド３に高粗度の圧延ロールを使用する場合は、上述
の様に最終スタンド３での荷重変動が大きいため、Ｎ
ｏ．３スタンド３の圧下を操作するＮｏ．２〜Ｎｏ．３
スタンド間張力制御は使用出来ないので張力変動に対す
る有効な手段を欠くことになる。又、Ｎｏ．３スタンド
３の圧下率が小さいことと、それに伴いＮｏ．２〜３間
ユニット張力を低く押さえなければならないため、Ｎ
ｏ．３スタンド出側板厚計８３の板厚偏差に基づく板厚
修正指令をＮｏ．２スタンドに返す速度フィードバック
ＡＧＣ １０５も、この様な圧延の際は張力変動制御の
観点から制御操作端をＮｏ．２スタンド２からＮｏ．１
スタンド１へ変更していた。そのため、最終スタンド３
出側の品質を保証する速度フィードバックＡＧＣ １０
５が大きな無駄時間をもつ制御系となり、制御性能が著
しく低下して良好な板厚精度が確保出来ない。すなわ
ち、次のように制御上の制約が発生してしまうので、最
終スタンドＮの出側の板厚精度を板厚制御によって良好
に保ち、その上で最終スタンドＮとその直前のスタンド
Ｎ−１間の張力を安定に維持し得る有効な技術が存在し
なかった。
【０００８】(A) 一般には最終スタンドＮとその直前の
スタンドＮ−１間の張力制御のため、当該張力設定値に
対する張力実績との偏差に従って最終スタンドＮの圧下
操作を行なうが、ロールギャップ（上下のワ−クロ−ル
間の開度）の開閉による荷重変動が大きくなり、板の形
状不良や不安定圧延を招くため、最終スタンドＮの圧下
操作を制御操作端としては使用できない。
スタンドＮ−１間の張力制御のため、当該張力設定値に
対する張力実績との偏差に従って最終スタンドＮの圧下
操作を行なうが、ロールギャップ（上下のワ−クロ−ル
間の開度）の開閉による荷重変動が大きくなり、板の形
状不良や不安定圧延を招くため、最終スタンドＮの圧下
操作を制御操作端としては使用できない。
【０００９】(B) 一般には最終スタンド出側を制御する
板厚制御は、最終スタンドＮ出側の板厚偏差に基づきそ
の直前のスタンドＮ−１の圧延機駆動電動機の回転数を
操作するが、最終スタンドとその直前のスタンドＮ−１
間の張力設定値が小さいため、板厚制御出力によって発
生するスタンド間張力変動によってスタンド間張力が瞬
時的に零になったり、最終スタンドＮでのロールスリッ
プを引き起こす。そのため、これらの安定通板上の阻害
要因を排除するため、従来方式による板厚制御は操業上
採用できない。
板厚制御は、最終スタンドＮ出側の板厚偏差に基づきそ
の直前のスタンドＮ−１の圧延機駆動電動機の回転数を
操作するが、最終スタンドとその直前のスタンドＮ−１
間の張力設定値が小さいため、板厚制御出力によって発
生するスタンド間張力変動によってスタンド間張力が瞬
時的に零になったり、最終スタンドＮでのロールスリッ
プを引き起こす。そのため、これらの安定通板上の阻害
要因を排除するため、従来方式による板厚制御は操業上
採用できない。
【００１０】本発明は、この様な従来の問題点を改善す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明において、まず原板の板厚変動の圧延機前段で
の板厚制御の制御残差や、圧延機内で発生する先進率変
動，ロール偏芯による荷重変動やバックアップロールの
油膜厚み変動等の板厚外乱に対して、これを最終スタン
ドＮの直前のスタンドＮ−１の出側にて除去する有効な
手段としての板厚制御方式を用い、次に最終スタンドＮ
とその直前のスタンドＮ−１間の張力変動を、最終スタ
ンドＮの圧下操作を伴わずに除去する有効な手段として
の張力制御方式を用い、同時に最終スタンドＮの圧下率
（圧下率設定値又は実績績），圧延速度，スタンド間張
力実績、及び、最終スタンド出側板厚偏差をパラメ−タ
として、内部制御モデルとそれに付随する制御指令発生
機構より、両制御に対して最終スタンド出側板厚偏差を
最小にするための最適な制御目標値を与え、各制御機能
の各種外乱に対する抑制効果を維持しながら、目的とす
る最終スタンド出側板厚制御と、最終スタンドＮとその
直前のスタンドＮ−１間の張力制御との干渉を防止し、
最終スタンド出側板厚精度の高精度化を実現する。すな
わち、スタンドＮ−１より上流での板厚変動を効果的に
抑制するため、図１に示すように、スタンド２（＝Ｎ−
１）出側の板厚偏差から得られる板厚修正指令か、ある
いは当該板厚偏差とスタンド２（＝Ｎ−１）前後の板速
からマスフロ−保存則より得られる板厚修正指令を用い
て、スタンド２（＝Ｎ−１）の直前のスタンド１（＝Ｎ
−２）の駆動電動機の回転数を修正する板厚制御（スタ
ンドＮ−１に装備される速度フィードバックＡＧＣ、又
は速度マスフローＡＧＣと呼ぶ）を構成する。
に本発明において、まず原板の板厚変動の圧延機前段で
の板厚制御の制御残差や、圧延機内で発生する先進率変
動，ロール偏芯による荷重変動やバックアップロールの
油膜厚み変動等の板厚外乱に対して、これを最終スタン
ドＮの直前のスタンドＮ−１の出側にて除去する有効な
手段としての板厚制御方式を用い、次に最終スタンドＮ
とその直前のスタンドＮ−１間の張力変動を、最終スタ
ンドＮの圧下操作を伴わずに除去する有効な手段として
の張力制御方式を用い、同時に最終スタンドＮの圧下率
（圧下率設定値又は実績績），圧延速度，スタンド間張
力実績、及び、最終スタンド出側板厚偏差をパラメ−タ
として、内部制御モデルとそれに付随する制御指令発生
機構より、両制御に対して最終スタンド出側板厚偏差を
最小にするための最適な制御目標値を与え、各制御機能
の各種外乱に対する抑制効果を維持しながら、目的とす
る最終スタンド出側板厚制御と、最終スタンドＮとその
直前のスタンドＮ−１間の張力制御との干渉を防止し、
最終スタンド出側板厚精度の高精度化を実現する。すな
わち、スタンドＮ−１より上流での板厚変動を効果的に
抑制するため、図１に示すように、スタンド２（＝Ｎ−
１）出側の板厚偏差から得られる板厚修正指令か、ある
いは当該板厚偏差とスタンド２（＝Ｎ−１）前後の板速
からマスフロ−保存則より得られる板厚修正指令を用い
て、スタンド２（＝Ｎ−１）の直前のスタンド１（＝Ｎ
−２）の駆動電動機の回転数を修正する板厚制御（スタ
ンドＮ−１に装備される速度フィードバックＡＧＣ、又
は速度マスフローＡＧＣと呼ぶ）を構成する。
【００１２】次に最終スタンドＮとその直前のスタンド
Ｎ−１間の張力変動を、スタンドＮ−１の駆動電動機の
回転数を操作することで除去する張力制御を構成する
（最終スタンドＮに装備される速度連続制御と呼ぶ）。
この時両者は操作端と目標する制御上の対象スタンドが
異なるので、お互いの干渉はほとんど存在しないことに
なる。しかしながら、このままではスタンドＮ−１出側
の板厚精度は確保出来ても、最終スタンドＮ出側の板厚
は、張力制御による最終スタンドＮでのマスフローバラ
ンスの変動や、最終スタンドＮでの荷重変動によって一
般には良好な板厚精度を得ることが出来ない。そこで、
最終スタンドＮ出側板厚計の板厚偏差信号を制御入力信
号として、しかも最終スタンドＮでの圧下率，圧延速度
とスタンド間張力実績等をパラメ−タとして、圧延機と
前記制御系の動特性を記述する内部制御モデルを参照し
ながら、最終スタンドＮ出側板厚が一定の目標値となる
最適なスタンドＮ−１出側板厚設定値と、最終スタンド
ＮとスタンドＮ−１間張力設定値を各マイナー制御系に
与え、圧延機板厚制御システムの非干渉化（板厚制御と
張力制御との非干渉）を実現する。
Ｎ−１間の張力変動を、スタンドＮ−１の駆動電動機の
回転数を操作することで除去する張力制御を構成する
（最終スタンドＮに装備される速度連続制御と呼ぶ）。
この時両者は操作端と目標する制御上の対象スタンドが
異なるので、お互いの干渉はほとんど存在しないことに
なる。しかしながら、このままではスタンドＮ−１出側
の板厚精度は確保出来ても、最終スタンドＮ出側の板厚
は、張力制御による最終スタンドＮでのマスフローバラ
ンスの変動や、最終スタンドＮでの荷重変動によって一
般には良好な板厚精度を得ることが出来ない。そこで、
最終スタンドＮ出側板厚計の板厚偏差信号を制御入力信
号として、しかも最終スタンドＮでの圧下率，圧延速度
とスタンド間張力実績等をパラメ−タとして、圧延機と
前記制御系の動特性を記述する内部制御モデルを参照し
ながら、最終スタンドＮ出側板厚が一定の目標値となる
最適なスタンドＮ−１出側板厚設定値と、最終スタンド
ＮとスタンドＮ−１間張力設定値を各マイナー制御系に
与え、圧延機板厚制御システムの非干渉化（板厚制御と
張力制御との非干渉）を実現する。
【００１３】
【作用】本発明においては、最終スタンドＮを低圧下率
で操業する圧延機の板厚制御方式と張力制御方式に関し
て、従来のお互いに干渉する速度ＡＧＣと速度張力制御
をマイナー制御ループと位置付け、その上位に最終スタ
ンド出側板厚を制御し各マイナー制御への指令発生機構
となるメジャー制御ループを設けることで、板厚制御上
の各種板厚変動要因、例えば圧延材の変動要因（板厚変
動，硬度変動）や圧延機設備の変動要因（ロール偏芯変
動，ロール軸受け油膜変動）、圧延条件の変動要因（加
減速圧延，摩擦係数変動）、に対して張力を安定に保ち
ながら板厚制御が可能となり、上記従来手法では板厚変
動要因に対して張力制御との干渉効果のため、過制御若
しくは制御不良となっていた領域の板厚制御が高精度に
行えることになる。
で操業する圧延機の板厚制御方式と張力制御方式に関し
て、従来のお互いに干渉する速度ＡＧＣと速度張力制御
をマイナー制御ループと位置付け、その上位に最終スタ
ンド出側板厚を制御し各マイナー制御への指令発生機構
となるメジャー制御ループを設けることで、板厚制御上
の各種板厚変動要因、例えば圧延材の変動要因（板厚変
動，硬度変動）や圧延機設備の変動要因（ロール偏芯変
動，ロール軸受け油膜変動）、圧延条件の変動要因（加
減速圧延，摩擦係数変動）、に対して張力を安定に保ち
ながら板厚制御が可能となり、上記従来手法では板厚変
動要因に対して張力制御との干渉効果のため、過制御若
しくは制御不良となっていた領域の板厚制御が高精度に
行えることになる。
【００１４】
【実施例】以下本発明を、実施例に基づき図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係る板厚制御を実現する制
御システムの構成例である。説明の都合上、圧延機スタ
ンド数が３段（Ｎ段）から成るタンデム圧延機を取り上
げているが、同様な構成は一般のＮ段タンデム圧延機に
対しても成立する。
て説明する。図１は本発明に係る板厚制御を実現する制
御システムの構成例である。説明の都合上、圧延機スタ
ンド数が３段（Ｎ段）から成るタンデム圧延機を取り上
げているが、同様な構成は一般のＮ段タンデム圧延機に
対しても成立する。
【００１５】図１では、１〜３は圧延機スタンドで、１
１〜１３は圧延機駆動用電動機、２１〜２３は電動機回
転数検出器、３１〜３３は圧延機圧下装置、４１は巻戻
しリール、４２はブライドルロール、４３，４４は巻取
りリール、５１〜５４はブライドル若しくはリールの駆
動用電動機、６０はブライドルに設置した回転数検出器
（ＰＬＧ：Pulse Generator）、６１は出側シャーであ
る。８０〜８３は板厚計、９０〜９３は板速度検出器、
７１，７２はスタンド間張力計、１１０，１１１は高性
能制御用計算機である。
１〜１３は圧延機駆動用電動機、２１〜２３は電動機回
転数検出器、３１〜３３は圧延機圧下装置、４１は巻戻
しリール、４２はブライドルロール、４３，４４は巻取
りリール、５１〜５４はブライドル若しくはリールの駆
動用電動機、６０はブライドルに設置した回転数検出器
（ＰＬＧ：Pulse Generator）、６１は出側シャーであ
る。８０〜８３は板厚計、９０〜９３は板速度検出器、
７１，７２はスタンド間張力計、１１０，１１１は高性
能制御用計算機である。
【００１６】図２に、図１に示す制御用計算機１１０，
１１に本発明に係る制御機能を構成した時のシステム構
成例である。図４の従来手法と異なる点は、Ｎｏ．２ス
タンド２の出側板厚の目標値を一定に保つために、Ｎ
ｏ．２スタンド２の出側目標板厚に対する出側板厚計８
２の検出板厚の偏差すなわちＮｏ．２スタンド２の出側
板厚偏差に基づく板厚修正指令か、又は当該板厚偏差と
Ｎｏ．２スタンド２前後の板速を考慮し、マスフロー保
存則より導かれる板厚修正指令で、Ｎｏ．１スタンド１
のロール回転数（駆動電動機回転数）を操作する速度Ａ
ＧＣ（速度フィードバック、速度マスフローＡＧＣ）１
０５Ａを構成する。Ｎｏ．２，３スタンド間の張力制御
については、Ｎｏ．２，３間の張力計７２からの実績信
号と張力設定値との偏差に基づく張力修正指令を、Ｎ
ｏ．２スタンドのロール回転数（駆動電動機回転数）を
操作して行なう速度張力制御１０７Ａを構成する。その
上で、Ｎｏ．３スタンド３の出側板厚計８３の板厚偏差
Δｈ3，圧下率ｒ，Ｎｏ．３スタンド３前後の板速Ｖ2，
Ｖ3，Ｎｏ．２，３間張力実績Ｔ23および圧延速度を考
慮し、最終成品板厚の精度を確保するのに最適な板厚目
標値Δｈ2及び張力目標値Ｔ23＊を発生する制御要素
（内部制御モデル＋制御指令発生機構）１０８を装備す
る。
１１に本発明に係る制御機能を構成した時のシステム構
成例である。図４の従来手法と異なる点は、Ｎｏ．２ス
タンド２の出側板厚の目標値を一定に保つために、Ｎ
ｏ．２スタンド２の出側目標板厚に対する出側板厚計８
２の検出板厚の偏差すなわちＮｏ．２スタンド２の出側
板厚偏差に基づく板厚修正指令か、又は当該板厚偏差と
Ｎｏ．２スタンド２前後の板速を考慮し、マスフロー保
存則より導かれる板厚修正指令で、Ｎｏ．１スタンド１
のロール回転数（駆動電動機回転数）を操作する速度Ａ
ＧＣ（速度フィードバック、速度マスフローＡＧＣ）１
０５Ａを構成する。Ｎｏ．２，３スタンド間の張力制御
については、Ｎｏ．２，３間の張力計７２からの実績信
号と張力設定値との偏差に基づく張力修正指令を、Ｎ
ｏ．２スタンドのロール回転数（駆動電動機回転数）を
操作して行なう速度張力制御１０７Ａを構成する。その
上で、Ｎｏ．３スタンド３の出側板厚計８３の板厚偏差
Δｈ3，圧下率ｒ，Ｎｏ．３スタンド３前後の板速Ｖ2，
Ｖ3，Ｎｏ．２，３間張力実績Ｔ23および圧延速度を考
慮し、最終成品板厚の精度を確保するのに最適な板厚目
標値Δｈ2及び張力目標値Ｔ23＊を発生する制御要素
（内部制御モデル＋制御指令発生機構）１０８を装備す
る。
【００１７】以上の図２の制御構成にて本発明の特徴と
する技術の要旨を次に説明する。
する技術の要旨を次に説明する。
【００１８】まず第１に、最終スタンド３が低圧下率操
業を行なう場合（最終スタンド高粗度圧延ロール）、す
なわちＮｏ．２，３間張力のユニット張力設定を低く押
さえざるをえない場合に、従来の圧下張力制御方式に比
べて速度張力制御方式が有利である理由は次の通りであ
る。すなわち、圧下制御方式は板と圧延ロールとの潤滑
界面を通しての摩擦係数が大きいため、制御操作端とし
て用いる場合には少しの制御操作量で荷重過小及び荷重
過大を招き、異常圧延や板形状不良を引き起こし易いこ
とは前に述べた通りであるが、速度張力制御方式では圧
下操作を伴わないためこの点の問題点が本質的に解決可
能である。又、Ｎｏ．２，３スタンド２，３間張力につ
いてもＮｏ．２スタンド２のロール回転数を操作するも
のの、張力を目標値に安定化する方向に操作するため、
張力変動によってスタンド２，３間テンションが零にな
ったり、Ｎｏ．３スタンドでのスリップ現象を誘発した
リすることはない。その上、常時ダイナミック制御を施
しているため、圧延機の圧延速度を加減速する際に発生
しがちな先進率変動に対する張力変動要因を除去可能で
ある。
業を行なう場合（最終スタンド高粗度圧延ロール）、す
なわちＮｏ．２，３間張力のユニット張力設定を低く押
さえざるをえない場合に、従来の圧下張力制御方式に比
べて速度張力制御方式が有利である理由は次の通りであ
る。すなわち、圧下制御方式は板と圧延ロールとの潤滑
界面を通しての摩擦係数が大きいため、制御操作端とし
て用いる場合には少しの制御操作量で荷重過小及び荷重
過大を招き、異常圧延や板形状不良を引き起こし易いこ
とは前に述べた通りであるが、速度張力制御方式では圧
下操作を伴わないためこの点の問題点が本質的に解決可
能である。又、Ｎｏ．２，３スタンド２，３間張力につ
いてもＮｏ．２スタンド２のロール回転数を操作するも
のの、張力を目標値に安定化する方向に操作するため、
張力変動によってスタンド２，３間テンションが零にな
ったり、Ｎｏ．３スタンドでのスリップ現象を誘発した
リすることはない。その上、常時ダイナミック制御を施
しているため、圧延機の圧延速度を加減速する際に発生
しがちな先進率変動に対する張力変動要因を除去可能で
ある。
【００１９】第２に、Ｎｏ．３スタンド出側板厚を目標
板厚とするために、Ｎｏ．２スタンド出側にて各種要因
に伴う板厚変動をある程度除去することが有効である理
由は次の通りである。すなわち、最終目的としては、Ｎ
ｏ．３スタンド３出側の板厚精度を高精度化することで
あるが、仮に最終スタンド３入り側の板厚変動が無くて
一定に保てるとすれば、最終スタンド３の圧下率が数％
であるため、最終スタンド３の圧延ロール直下で発生す
る板厚変動要因が最終スタンド３出側板厚へ影響する度
合（影響係数）が小さい。しかるに、最終スタンド３の
圧下位置が一定に保たれれば、最終スタンド３出側の板
厚制御を行なう制御ループ（図４の１０７）が無くて
も、目標板厚との定常偏差は残るものの短周期変動の少
ない板厚を得ることは可能である。しかも、Ｎｏ．２ス
タンド２出側板厚を制御する速度ＡＧＣループ（１０７
Ａ）は、Ｎｏ．２スタンド２のロール回転数を操作しな
いためＮｏ．２，３間の張力変動を引き起こさないこ
と、更に板厚制御ループ内の無駄時間を状態推定器等を
用いて極小化することが可能であるため、応答性が高
く、制御性の良好な板厚制御が実現出来る。
板厚とするために、Ｎｏ．２スタンド出側にて各種要因
に伴う板厚変動をある程度除去することが有効である理
由は次の通りである。すなわち、最終目的としては、Ｎ
ｏ．３スタンド３出側の板厚精度を高精度化することで
あるが、仮に最終スタンド３入り側の板厚変動が無くて
一定に保てるとすれば、最終スタンド３の圧下率が数％
であるため、最終スタンド３の圧延ロール直下で発生す
る板厚変動要因が最終スタンド３出側板厚へ影響する度
合（影響係数）が小さい。しかるに、最終スタンド３の
圧下位置が一定に保たれれば、最終スタンド３出側の板
厚制御を行なう制御ループ（図４の１０７）が無くて
も、目標板厚との定常偏差は残るものの短周期変動の少
ない板厚を得ることは可能である。しかも、Ｎｏ．２ス
タンド２出側板厚を制御する速度ＡＧＣループ（１０７
Ａ）は、Ｎｏ．２スタンド２のロール回転数を操作しな
いためＮｏ．２，３間の張力変動を引き起こさないこ
と、更に板厚制御ループ内の無駄時間を状態推定器等を
用いて極小化することが可能であるため、応答性が高
く、制御性の良好な板厚制御が実現出来る。
【００２０】以上の様に速度張力制御１０７Ａと速度Ａ
ＧＣ １０５Ａの採用により、Ｎｏ．２〜３スタンド
２，３間張力の安定化とＮｏ．２スタンド２出側の板厚
精度の高精度化が図ることができたが、しかしながら、
やはり最終スタンド３の出側板厚の絶対値制御が無いた
めに、最終スタンド３で発生する板厚外乱やミル圧延速
度の変化に伴う圧下率変動のため、目標とする板厚精度
が確保できないことが多い。
ＧＣ １０５Ａの採用により、Ｎｏ．２〜３スタンド
２，３間張力の安定化とＮｏ．２スタンド２出側の板厚
精度の高精度化が図ることができたが、しかしながら、
やはり最終スタンド３の出側板厚の絶対値制御が無いた
めに、最終スタンド３で発生する板厚外乱やミル圧延速
度の変化に伴う圧下率変動のため、目標とする板厚精度
が確保できないことが多い。
【００２１】そこで、本願発明では上述の制御要素（内
部制御モデル＋制御指令発生機構）１０８を採用してい
る。
部制御モデル＋制御指令発生機構）１０８を採用してい
る。
【００２２】図３は、制御要素（内部制御モデル＋制御
指令発生機構）１０８の機能を表わしたものである。Ｎ
ｏ．３スタンド３の出側板厚計８３の観測量である板厚
偏差Δｈ3を入力とし、比例積分型の制御器１０８ａ，
１０８ｂで処理したものをマイナー制御（１０５Ａ，１
０７Ａ）への基準指令とするが、同時に、制御対象（圧
延機＋マイナー制御ループ）の制御特性を近似した内部
制御モデル１０８ｃにも並行して出力し、その内部制御
モデル１０８ｃからの出力結果を随時参照しながら下位
のマイナー制御１０５Ａ，１０７Ａ）への指令をダイナ
ミックに最適化する。内部制御モデル１０８ｃは、それ
自身、Ｎｏ．３スタンド３前後の板速Ｖ2，Ｖ3とＮｏ．
２，３間張力実績Ｔ23を常時モニタリングしておき、そ
の時の圧下率ｒ，圧延速度と張力実積Ｔ23に応じて特性
を変化させることが出来る。尚、下位のマイナー制御ル
ープ、すなわち速度張力制御１０７Ａと速度ＡＧＣ １
０５Ａへの指令は、内部制御モデル１０８ｃを参照し出
力調整することで最適化されたものであるが、実際のマ
イナー制御ループ１０７Ａ，１０５Ａへの指令には低周
波域での特性改善（定常偏差改善）のため更に積分処理
１０８ｄ，１０８ｅを施したものを与える。この手法に
より、Ｎｏ．３スタンド出側板厚精度を高精度に確保
し、且つＮｏ．２，３間張力を安定に保つことが出来る
ことになる。
指令発生機構）１０８の機能を表わしたものである。Ｎ
ｏ．３スタンド３の出側板厚計８３の観測量である板厚
偏差Δｈ3を入力とし、比例積分型の制御器１０８ａ，
１０８ｂで処理したものをマイナー制御（１０５Ａ，１
０７Ａ）への基準指令とするが、同時に、制御対象（圧
延機＋マイナー制御ループ）の制御特性を近似した内部
制御モデル１０８ｃにも並行して出力し、その内部制御
モデル１０８ｃからの出力結果を随時参照しながら下位
のマイナー制御１０５Ａ，１０７Ａ）への指令をダイナ
ミックに最適化する。内部制御モデル１０８ｃは、それ
自身、Ｎｏ．３スタンド３前後の板速Ｖ2，Ｖ3とＮｏ．
２，３間張力実績Ｔ23を常時モニタリングしておき、そ
の時の圧下率ｒ，圧延速度と張力実積Ｔ23に応じて特性
を変化させることが出来る。尚、下位のマイナー制御ル
ープ、すなわち速度張力制御１０７Ａと速度ＡＧＣ １
０５Ａへの指令は、内部制御モデル１０８ｃを参照し出
力調整することで最適化されたものであるが、実際のマ
イナー制御ループ１０７Ａ，１０５Ａへの指令には低周
波域での特性改善（定常偏差改善）のため更に積分処理
１０８ｄ，１０８ｅを施したものを与える。この手法に
より、Ｎｏ．３スタンド出側板厚精度を高精度に確保
し、且つＮｏ．２，３間張力を安定に保つことが出来る
ことになる。
【００２３】
【発明の効果】以上の様にこの発明によれば、以下の効
果を奏することができる。
果を奏することができる。
【００２４】(1) 最終スタンド出側の板厚精度を高精度
化できる。
化できる。
【００２５】(2) 最終スタンドとその直前のスタンドの
張力を同時に安定化することができる。
張力を同時に安定化することができる。
【００２６】(3) 圧延速度や圧下率の変化に伴い、板厚
制御目標値と張力制御目標値をダイナミックに最適化す
ることができ、両制御精度や制御安定度の向上を図るこ
とが出来る。
制御目標値と張力制御目標値をダイナミックに最適化す
ることができ、両制御精度や制御安定度の向上を図るこ
とが出来る。
【図１】 本発明を実施する圧延システムの概要を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 図１に示す計算機１１０，１１１の処理機能
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】 図２に示すＩＭＣ・ＡＧＣ １０８の処理機
能を示すブロック図である。
能を示すブロック図である。
【図４】 比較のための従来の制御システムの処理機能
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１〜３：スタンド １１〜１３：電動機 ２０〜２３：回転数検出器 ３１〜３３：圧下装置 ４２：ブライドルロ−ル ４３，４４：巻取りリ
−ル ５３，５４：電動機 ６０：回転数検出器 ７１，７２：張力計 ８０〜８３：板厚計 ９０〜９３：板速度検出器
−ル ５３，５４：電動機 ６０：回転数検出器 ７１，７２：張力計 ８０〜８３：板厚計 ９０〜９３：板速度検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/48 Ｇ０５Ｂ 11/32 Ａ 7531−3Ｈ 8315−4Ｅ Ｂ２１Ｂ 37/00 １２９ 37/12 ＢＢＰ
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のスタンドおよび板厚・張力制御機
構よりなるタンデム圧延機でストリップを圧延する際の
板厚制御法において、最終スタンドＮの出側板厚を制御
する板厚制御ループ内に圧延機の圧延特性および板厚・
張力制御特性を近似する内部制御モデルを設け、スタン
ドＮ出側板厚の制御偏差，スタンドＮ前後のストリップ
速度実績，圧延速度実績およびスタンドＮとその直前の
スタンドＮ−１間の張力実績をパラメータとして、前述
の内部制御モデルにより、スタンドＮ出側板厚偏差を実
質上零にするためのスタンドＮ−１の板厚目標値を予測
演算し、その結果を前記板厚・張力制御機構のスタンド
Ｎ−１の板厚制御指令とし、板厚と張力の同時制御を行
うことを特徴とするタンデム圧延機における板厚制御方
法。 - 【請求項２】 複数のスタンドおよび板厚・張力制御機
構よりなるタンデム圧延機でストリップを圧延する際の
板厚制御法において、最終スタンドＮの出側板厚を制御
する板厚制御ループ内に圧延機の圧延特性および板厚・
張力制御特性を近似する内部制御モデルを設け、スタン
ドＮ出側板厚の制御偏差，スタンドＮ前後のストリップ
速度実績，圧延速度実績およびスタンドＮとその直前の
スタンドＮ−１間の張力実績をパラメ−タとして、前述
の内部制御モデルにより、スタンドＮ出側板厚偏差を実
質上零にするためのスタンドＮ−１の張力目標値を予測
演算し、その結果を前記板厚・張力制御機構のスタンド
ＮとスタンドＮ−１の張力制御指令とし、板厚と張力の
同時制御を行うことを特徴とするタンデム圧延機におけ
る板厚制御方法。 - 【請求項３】 複数のスタンドよりなるタンデム圧延機
でストリップを圧延する際の板厚制御法において、最終
スタンドＮの圧延材の圧下率に基づき、特許請求の範囲
第１項及び特許請求の範囲第２項記載の板厚制御方式の
切替え又は各制御ゲインの配分変更を自動的に行って自
動出力調整を行うことを特徴とするタンデム圧延機にお
ける板厚制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01034394A JP3255785B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | タンデム圧延機における板厚制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01034394A JP3255785B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | タンデム圧延機における板厚制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214125A true JPH07214125A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3255785B2 JP3255785B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=11747549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01034394A Expired - Fee Related JP3255785B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | タンデム圧延機における板厚制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255785B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001314A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-07 | Nippon Steel Corp | 冷間圧延における板厚制御方法 |
| JP2009113100A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Hitachi Ltd | 圧延機の板厚制御装置及び圧延機の板厚制御方法 |
| CN103143574A (zh) * | 2011-08-04 | 2013-06-12 | 上海交通大学 | 带钢热连轧过程的分布式预测控制系统 |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP01034394A patent/JP3255785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001314A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-07 | Nippon Steel Corp | 冷間圧延における板厚制御方法 |
| JP2009113100A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Hitachi Ltd | 圧延機の板厚制御装置及び圧延機の板厚制御方法 |
| CN103143574A (zh) * | 2011-08-04 | 2013-06-12 | 上海交通大学 | 带钢热连轧过程的分布式预测控制系统 |
| CN103143574B (zh) * | 2011-08-04 | 2015-04-15 | 上海交通大学 | 带钢热连轧过程的分布式预测控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3255785B2 (ja) | 2002-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5230509B2 (ja) | 圧延機の制御装置およびその制御方法 | |
| JP6173898B2 (ja) | 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム | |
| JP6308928B2 (ja) | 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム | |
| US5012660A (en) | Control system and method for compensating for speed effect in a tandem cold mill | |
| JP6308927B2 (ja) | 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム | |
| CN111375637B (zh) | 轧制控制装置、轧制控制方法、以及存储介质 | |
| US3618348A (en) | Method of controlling rolling of metal strips | |
| JPH07214125A (ja) | タンデム圧延機における板厚制御方法 | |
| JP5552179B2 (ja) | 圧延機の制御装置およびその制御方法 | |
| EP0109235A2 (en) | Rolling mill control for tandem rolling | |
| JP6373800B2 (ja) | 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム | |
| US3704609A (en) | Rolling mill gauge control during acceleration | |
| JPH0829337B2 (ja) | 圧延パラメータに生じる変化に対する補償関数を圧延機に提供する方法、および圧延機の制御システムのために補償関数を提供する方法 | |
| JP3453931B2 (ja) | 圧延機の加減速制御方法 | |
| JP3426452B2 (ja) | 冷間タンデム圧延機の稼働停止および再起動時の張力制御方法 | |
| JP3345101B2 (ja) | 金属帯板の冷間タンデム圧延制御方法及びその装置 | |
| JP3121942B2 (ja) | 圧延機の板厚制御装置 | |
| JP2535690B2 (ja) | タンデム圧延機における板厚制御方法 | |
| JP2760292B2 (ja) | タンデム圧延機の制御方法 | |
| JP2811926B2 (ja) | 圧延機の板厚制御装置 | |
| JPH0824924A (ja) | 金属帯の圧延板厚制御方法および装置 | |
| JP2763490B2 (ja) | 圧延機のスタンド間張力制御方法 | |
| JP3079913B2 (ja) | 冷間タンデム圧延機の圧延制御方法 | |
| EP0705151B1 (en) | Control of single stand/reversing mills | |
| KR20020047750A (ko) | 압연기의 임팩트 드롭 보상장치 및 그 보상방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011106 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |