JPH0732023A - Method for controlling looper angle and tension by multiple periodic control of hot finishing mill - Google Patents

Method for controlling looper angle and tension by multiple periodic control of hot finishing mill

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JPH0732023A
JPH0732023A JP5158414A JP15841493A JPH0732023A JP H0732023 A JPH0732023 A JP H0732023A JP 5158414 A JP5158414 A JP 5158414A JP 15841493 A JP15841493 A JP 15841493A JP H0732023 A JPH0732023 A JP H0732023A
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JP
Japan
Prior art keywords
tension
looper
control
finishing mill
looper angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP5158414A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsumi Harakawa
哲美 原川
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
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH0732023A publication Critical patent/JPH0732023A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain stabilization and noninterference in the process of a finishing mill as well as the realization of a robustness and of a fault transferability by making the looper height and the control of a tension of a finishing mill each different period and making the looper angle and the tension between stands noninterfering. CONSTITUTION:As the result of performing a simulation by means of a noninterfering system between a looper angle and an inter stand tension by a multiple periodic control, a response at the time of impressing a step input in r1, r2 at t=0 is made fully noninterfering in spite of the actual presence of interfering items. The entire system is also fully stabilized. Thus, by providing controllers with a different period, the entire system is stabilized through the stabilization of a system, and the noninterference and the robustness are also realized. Moreover, even in the event of the occurrence of failure in any controller, other controllers are not influenced by that; A so-called fault transferability is realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は熱間仕上圧延機の多周期
制御によるルーパー角度及び張力制御方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a looper angle and tension control method for multi-cycle control of a hot finish rolling mill.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧延機においては、自動板厚制御
として、ゲージメータ方式の板厚制御が広く普及し、高
い制御効率を挙げている。しかし、近年、深絞り用極低
炭素鋼のように、熱間仕上圧延において、板厚変動の生
じ易い材料の比率が増加することもあって、圧延機に対
する需要家の板厚要求精度が一層厳しくなっている。一
方、鉄鋼メーカーも歩留りを向上させる必要から、より
高度な板厚制御の実現が急がれているのが実状である。
そこで、圧延機の板厚はスタンド間張力を制御すること
によって変え得ることが経験的に判明している。熱延プ
ロセスの仕上タンデム圧延機には、従来よりスタンド間
にルーパーがある。熱延板厚制御では、各スタンドで圧
下制御が独立に作動することからスタンド間の張力が大
きく変化する。この変化をルーパーで吸収する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a rolling mill, a gauge meter type plate thickness control has been widely used as an automatic plate thickness control and has a high control efficiency. However, in recent years, such as deep-drawing ultra-low carbon steel, in hot finish rolling, the ratio of materials that are likely to cause plate thickness fluctuations may increase, so that the accuracy of plate thickness demanded by customers for rolling mills is further improved. It's getting tougher. On the other hand, steel manufacturers also need to improve yields, and the reality is that there is an urgent need to realize more advanced plate thickness control.
Therefore, it is empirically known that the strip thickness of the rolling mill can be changed by controlling the tension between stands. Finishing tandem rolling mills in the hot rolling process conventionally have loopers between stands. In the hot-rolled sheet thickness control, the tension between the stands greatly changes because the reduction control operates independently at each stand. This change is absorbed by the looper.

【0003】一方、特開平2−18922号公報のよう
に、特に熱間圧延機において、板厚制御とベンディング
操作によるクラウン制御とが互いに干渉することなく、
良好な制御効果があるようにするための制御装置に関す
るものである。そのために、圧下力検出器からの信号と
ベンダ内圧力検出器からの信号を受けて圧下位置操作量
が板厚変動およびクラウン量変動に及ぼす影響とロール
ベンディング圧操作量が板厚変動およびクラウン量変動
に及ぼす影響を各々求め、これらの係数で形成される制
御変数行列と操作変数行列との影響係数行列の逆行列を
求め、それに操作変数行列を掛けて新たな操作変数行列
(△s* △r* )を算出し、この△s*の圧下位置操作
量として圧下位置操作量としてベンディング圧操作量演
算装置に出力する補償演算装置を設けたことにある。
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 18922/1990, particularly in a hot rolling mill, the strip thickness control and the crown control by the bending operation do not interfere with each other.
The present invention relates to a control device that has a good control effect. Therefore, in response to the signals from the rolling force detector and the pressure sensor inside the bender, the influence of the rolling position operation amount on the plate thickness fluctuation and crown amount fluctuation, and the roll bending pressure operation amount on the plate thickness fluctuation and crown amount. The influence on the fluctuation is obtained respectively, the inverse matrix of the influence coefficient matrix of the control variable matrix formed by these coefficients and the operation variable matrix is obtained, and this is multiplied by the operation variable matrix to obtain a new operation variable matrix (Δs * △ There is provided a compensation calculation device for calculating r * ) and outputting it to the bending pressure operation amount calculation device as the reduction position operation amount of Δs * .

【0004】更には、従来の仕上圧延機ルーパー高さ及
び張力制御系について図4に示す。図4に示すように、
張力、ルーパー高さ制御系ではおよびの干渉項をr
1 、r2 及びTL1、TL2について非干渉化する必要があ
る。そのためにr1 、r2 についてはK2 、K3 のゲイ
ンで対応し、また、TL1、TL2についてはKf14〜Kf
16、Kf24〜Kf26で非干渉化を図ることが必要であ
る。
Further, FIG. 4 shows a conventional looper height and tension control system for a finish rolling mill. As shown in FIG.
In the tension and looper height control system, the interference term of and is r
It is necessary to deinterfer 1 , 1 , r 2 and T L1 , T L2 . Corresponding with a gain of K 2, K 3 for r 1, r 2 Therefore, also for T L1, T L2 is Kf 14 ~Kf
16 , it is necessary to achieve decoupling at Kf 24 to Kf 26 .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平2−1
8922号公報のように、板厚制御とベンディング操作
によるクラウン制御とが互いに干渉することなく、相互
干渉を分離させ、干渉を打ち消す、いわゆる非干渉制御
を行うことは知られている。また、図4のように、例え
ば圧延プロセスでのルーパー高さ、張力制御方法におい
ては、ルーパー制御の方法として(i〜i+1)スタン
ド間張力とルーパー高さをいかなる外乱の下でも一定に
保つために、ルーパートルクモーターの電流と(i+
1)スタンドロール速度を同時に制御するものである。
このような2入力、2出力のプロセスにおいて、従来の
プロセス設計では同一周期の多入出力コントローラーを
構成する方法であるためにプロセスの内部の干渉の程度
を極めて正確に知っておかねば所要の制御特性を実現出
来ないという問題がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
As in Japanese Patent No. 8922, it is known to perform so-called non-interference control in which the plate thickness control and the crown control by the bending operation do not interfere with each other but separate the mutual interference and cancel the interference. Further, as shown in FIG. 4, for example, in the looper height and tension control method in the rolling process, as a looper control method (i to i + 1), the inter-stand tension and the looper height are kept constant under any disturbance. The current of the looper torque motor and (i +
1) The stand roll speed is controlled simultaneously.
In such a two-input and two-output process, since the conventional process design is a method of configuring a multi-input / output controller with the same period, it is necessary to know the degree of internal interference of the process extremely accurately, and the required control is required. There is a problem that the characteristics cannot be realized.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】これらの問題を解消する
べく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、仕上圧延機ル
ーパー高さ及び張力制御を別々の制御周期にしたとき、
サブシステムを安定化することで全体の系が安定化さ
れ、かつ非干渉化やロバスト性が実現され、更にいずれ
か1つの制御が故障した場合でも、他の制御は、その影
響を受けないという特性を有する装置を提供することに
ある。その発明の要旨とするところは、仕上圧延機ルー
パー高さ及び張力の制御を別々の制御周期とし、ルーパ
ー角度及びスタンド間張力の非干渉制御とすることを特
徴とする熱間仕上圧延機の多周期制御によるルーパー角
度及び張力制御方法にある。
In order to solve these problems, as a result of intensive development by the inventors, as a result of setting the looper height and tension control of the finishing mill to different control cycles,
By stabilizing the subsystem, the entire system is stabilized, and decoupling and robustness are realized, and even if one of the controls fails, the other controls are not affected by it. An object is to provide a device having characteristics. The gist of the invention is that the control of the height and tension of the finish rolling mill looper is performed in different control cycles, and non-interference control of the looper angle and the tension between the stands is performed. It is in a looper angle and tension control method by periodic control.

【0007】以下、本発明について図面に従って詳細に
説明する。図1は熱延プロセスの仕上タンデム圧延機で
のスタンド間ルーパーを示す説明図である。これは熱延
板厚制御では、各スタンドでロールギャップ制御が独立
に作動することから、スタンド間張力が大きく変化する
ことを吸収するためのものである。また、圧延中にはマ
スフロー(各スタンド出側板厚×板速度)は一定でなけ
ればならず、このルーパーの制御は最も重要なものであ
る。符号R1 はルーパアーム長であり、R2 はルーパロ
ール半径、H1 はルーパシャフトとパスライン高さ、θ
はルーパ設定角、Lはスタンド間距離、L1 (以下では
LSTDと記す)はスタンドとルーパシャフト間距離を
示す。また、板幅B、板厚h及びユニットテンションt
とすると、張力T=Bhtで示すことができる。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a looper between stands in a finishing tandem rolling mill in a hot rolling process. This is because in the hot-rolled sheet thickness control, the roll gap control operates independently in each stand, so that a large change in the inter-stand tension is absorbed. Further, during rolling, the mass flow (plate thickness at each stand exit side × plate speed) must be constant, and control of this looper is the most important one. Reference symbol R 1 is the looper arm length, R 2 is the looper roll radius, H 1 is the looper shaft and pass line height, θ
Is the looper set angle, L is the distance between the stands, and L 1 (hereinafter referred to as LSTD) is the distance between the stand and the looper shaft. Further, the plate width B, the plate thickness h, and the unit tension t
Then, the tension can be represented by T = Bht.

【0008】図2はルーパー角度制御ループと主機速度
制御ループとのブロック図である。ルーパー制御の方法
においては、(i〜i+1)スタンド間張力とルーパー
高さを如何なる外乱の下でも一定に保つために、ルーパ
ートルクモーターの電流と(i+1)スタンドロール速
度を同時に制御するもので、代表的な2入力・2出力の
プロセスである。図2でわかるように、U1 からy1
でのサブシステムが1つのまとまりであり、U2 からy
2 までが1つのまとまりと考えて良い。そこで干渉項を
βとα・E/LSTDと考えて、1つの制御でU1 →y
1 のサブシステムを安定化し、かつ他の制御でU2 →y
2 のサブシステムを安定化するものである。
FIG. 2 is a block diagram of the looper angle control loop and the main engine speed control loop. In the looper control method, the current of the looper torque motor and the (i + 1) stand roll speed are simultaneously controlled in order to keep the (i to i + 1) inter-stand tension and the looper height constant under any disturbance. This is a typical 2-input / 2-output process. As can be seen in FIG. 2, the subsystem from U 1 to y 1 is a unit, and the subsystem from U 2 to y 1.
You can think of up to 2 as one unit. Therefore, considering the interference terms as β and α · E / LSTD, U 1 → y
Stabilize subsystem 1 and U 2 → y with other controls
It stabilizes the second subsystem.

【0009】図3は本発明に係る多周期制御によるルー
パー角度とスタンド間張力非干渉制御システム構成図で
ある。図3の系でシュミレーションを行った結果、
1 、r 2 にt=0でステップ入力を印加したときの応
答は、実際には干渉項があるにもかかわらず、完全に非
干渉化されている。また、全体系も完全に安定化されて
いる。ただし、UZ1 、UZ2 はそれぞれディジタルコ
ントローラーの出力値である。さらに、ロバスト安定性
については、プロセスの干渉項を構成する鋼板のヤング
率Eが20%変化したときの応答については、3ms制
御周期(U1 →y1)のルーパー高さ系では全く影響を
受けていないことがわかる。また、20ms制御周期の
ミル速度系では、少々オーバーシュートが見られるが、
6 のループにヤング率Eが含まれることによるもので
ある。
FIG. 3 shows a route by multi-cycle control according to the present invention.
With the par angle and tension non-interference control system configuration diagram between stands
is there. As a result of performing the simulation with the system of FIG.
r1, R 2Response when step input is applied at t = 0
The answer is that even though there is actually an
Has been interfered. Also, the whole system is completely stabilized
There is. However, UZ1, UZ2Are digital
This is the output value of the controller. Furthermore, robust stability
For the Young of the steel sheet that constitutes the interference term of the process
For the response when the rate E changes by 20%, the 3 ms system
Your cycle (U1→ y1) Looper height system has no effect
I understand that I have not received it. In addition, of 20ms control cycle
A little overshoot is seen in the mill speed system,
X6Because the Young's modulus E is included in the loop
is there.

【0010】次に外乱除去の特性について、ルーパーモ
ータ及びミル速度に外乱を入れたときの挙動を見ると、
ルーパーモータに外乱TL1を印加したとき(モーター定
格トルク)には3msのコントローラー(ループ系)に
よって外乱除去されており、ミル速度系への影響がな
い。また、ミル速度系に外乱TL2を印加したとき(制御
の10%外乱)の特徴的なものは、この制御を実施しな
かったときは外乱TL2→y2 →X2 →X3 →y3 という
干渉項のルートのため、インパクト応答がもっと悪化し
ていたのが、十分にy2 →X2 →X3 のルートが安定化
されている。この効果によって、干渉が(y1 の応答で
判断)大きく改善された。
Next, regarding the characteristics of disturbance removal, looking at the behavior when disturbance is introduced into the looper motor and the mill speed,
When the disturbance T L1 is applied to the looper motor (motor rated torque), the disturbance is removed by the 3 ms controller (loop system), and the mill speed system is not affected. Further, the characteristic of applying the disturbance T L2 to the mill speed system (10% disturbance of control) is that the disturbance T L2 → y 2 → X 2 → X 3 → y when this control is not performed. The impact response was worse due to the route of the interference term of 3 , but the route of y 2 → X 2 → X 3 is sufficiently stabilized. This effect greatly improved the interference (as judged by the y 1 response).

【0011】また、フオールトトランス性については3
msのコントローラ、20msのコントローラを0.4
secのタイミングで出力を0にしたときの影響を見
る。そのときルーパーコントローラ(3ms)を0.4
secでダウンさせたときには、0.4secでUUZ
1 =0となっているが、コントローラの動作を示すため
にUZ1 を出したところ、偏差を確実に計算しているこ
とがわかる。y1 についてはX1 、X2 の減少によって
0に徐々に下がっている。しかし、その影響がy 2 には
現れていない。また、ミル速度コントローラ(20m
s)を0.4secでダウンさせたときは、全く影響を
受けていないことがわかる。しかし、βからの干渉項が
徐々に減少しているので、UZ1 の出力は0.65se
cで多少少なくなっている。y2 は徐々に0に減少して
いる。一応コントローラ内部変数は偏差を計算して上昇
していることがわかる。これらのシュミレーションから
制御周期を変えることによって、多入力、多出力の系を
各部分系に分割して簡単に設計出来ることが判明した。
Further, regarding the trans-transformation property, it is 3
ms controller, 20ms controller 0.4
See the effect when the output is set to 0 at the timing of sec
It At that time, set the looper controller (3 ms) to 0.4
When downed in sec, UUZ in 0.4 sec
1= 0, but to show the operation of the controller
To UZ1When you put out, the deviation is surely calculated.
I understand. y1About X1, X2By the decrease of
It is gradually decreasing to 0. But the effect is y 2In
Not appearing. In addition, the mill speed controller (20m
When s) is down for 0.4 sec, it has no effect.
I understand that I have not received it. However, the interference term from β is
Since it is gradually decreasing, UZ1Output is 0.65se
It is slightly less in c. y2Gradually decreases to 0
There is. For the time being, the controller internal variable rises after calculating the deviation.
You can see that From these simulations
By changing the control cycle, a system with multiple inputs and multiple outputs
It was found that it can be easily designed by dividing each subsystem.

【0012】このようにして、コントローラーを別々の
周期にしたことにより、サブシステムを安定化すること
で全体系が安定化され、かつ非干渉化やロバスト化が実
現され、かつ、何れかのコントローラーに故障が発生し
た場合であっても、他のコントローラーは、その影響を
受けない、いわゆるフオールトトレランス性の実現を図
ることが出来た。
In this way, by making the controllers have different periods, by stabilizing the subsystems, the whole system is stabilized, and decoupling and robustness are realized, and any controller Even if a failure occurs in the other controller, other controllers were able to achieve the so-called fault tolerance, which is not affected by it.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によって仕上
圧延機のプロセスの安定化及び非干渉化並びにロバスト
性の実現及びフオールトトランス性の実現を図ることが
出来る極めて優れた効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, it is possible to stabilize and deinteract the process of a finish rolling mill, to realize robustness and to achieve a full-fault transducing effect. Is.

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

【図1】熱延プロセスの仕上タンデム圧延機でのスタン
ド間ルーパーを示す説明図、
FIG. 1 is an explanatory view showing a looper between stands in a finishing tandem rolling mill in a hot rolling process,

【図2】ルーパー角度制御ループと主機速度制御ループ
とのブロック図、
FIG. 2 is a block diagram of a looper angle control loop and a main engine speed control loop,

【図3】本発明に係る多周期制御によるルーパー角度と
スタンド間張力非干渉制御システム構成図、
FIG. 3 is a configuration diagram of a looper angle and tension non-interference control system between stands by multi-cycle control according to the present invention,

【図4】従来の仕上圧延機ルーパー高さ及び張力制御系
についての制御システム構成図である。
FIG. 4 is a control system configuration diagram for a conventional finish rolling mill looper height and tension control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ルーパアーム長 R2 ルーパロール半径 H1 ルーパシャフトとパスライン高さ θ ルーパ設定角 L スタンド間距離 L1 スタンドとルーパシャフト間距離R 1 Looper arm length R 2 Looper roll radius H 1 Looper shaft and pass line height θ Looper setting angle L Distance between stands L 1 Distance between stand and looper shaft

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仕上圧延機ルーパー高さ及び張力の制御
を別々の周期とし、ルーパー角度及びスタンド間張力の
非干渉制御とすることを特徴とする熱間仕上圧延機の多
周期制御によるルーパー角度及び張力制御方法
1. A looper angle by multi-cycle control of a hot finish rolling mill, wherein the looper height and tension of the finish rolling mill are controlled in different cycles, and the looper angle and the tension between stands are controlled without interference. And tension control method
JP5158414A 1993-06-29 1993-06-29 Method for controlling looper angle and tension by multiple periodic control of hot finishing mill Pending JPH0732023A (en)

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JP5158414A JPH0732023A (en) 1993-06-29 1993-06-29 Method for controlling looper angle and tension by multiple periodic control of hot finishing mill

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619086B1 (en) 2000-08-10 2003-09-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control system for tandem rolling mill
US10177389B2 (en) 2012-11-09 2019-01-08 United Technologies Corporation Electrochemical device and method for controlling corrosion

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6619086B1 (en) 2000-08-10 2003-09-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control system for tandem rolling mill
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990803