JPH07508222A

JPH07508222A - 帯板圧延における平面度制御

Info

Publication number: JPH07508222A
Application number: JP6502247A
Authority: JP
Inventors: ケイユセル，オロフ
Original assignee: アセア　ブラウン　ボベリ　アクチボラグ
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1993-06-07
Publication date: 1995-09-14
Also published as: EP0647164B1; KR0160184B1; WO1994000255A1; TW263454B; ES2110611T3; SE9201911D0; EP0647164A1; DK0647164T3; US5535129A; DE69313638D1; SE500100C2; GR3025522T3; KR950701849A; DE69313638T2; SE9201911L; BR9306587A; ATE157569T1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】帯板圧延における平面度制御技術分野圧延製品の平面度はとりわけ圧延機の作業ロールによって決まり、したかって平面度はスクリュー、ベンディングシリンダー、シフト装置等を含むロールのさまざまな制御部材の設定の影響を受ける。本発明は平面度について所望の精度か得られるように平面度に影響を及はす必要のある制御部材の制御装置への入力信号を評価する方法および装置に関する。

背景技術、問題点圧延機に含まれる制御部材はさまざまな方法で帯板の平面度に影響を及ぼす。圧延機のスクリューは帯板の全幅にわたるロールギャップの設定や調整もしくは意図的な角度調整に使用される。通常ベンディングシリンダーは６−ｈｉｇｈ圧延機における作業ロールの曲げおよび中間ロールの曲げに使用される。

通常、ロールの軸方向シフトのためのいわゆるシフト装置も含まれている。

圧延製品の所望の平面度を達成する条件は帯板を横断する実際の平面度すなわち平面度曲線に対して多少なりとも連続的なアクセスを有することである。平面度曲線か周知であれは、圧延機に対して閉ループ平面度制御を行うことかできる。

従来の方法では、得られた平面度曲線か所望の平面度と比較される。次にこうして生じる平面度誤差かさまざまなモデルに従って制御部材に影響を及はして平面度誤差を最小限に抑えるのに使用される。したがって、平面度制御にはいくつかの実行装置か含まれ、それは最善の結果を提供する制御部材によるさまざまな動作の大きさを判断する評価プロセスが比較的高価になることを息味する。

このような応用においてよく使用され、圧延帯板の平面度曲線をめるのに非常に適した測定装置はＡｓｅａ　Ｂｒｏｗｎ　Ｂｏｖｅｒ　ｉ　ＡＢ社か開発した“ ＳＴＲＥＳＳＯＭＥＴＥＲ”であり、それは６０年代の中頃から市販されており多数のパンツレノ１−や他の出版物に記載されている。この測定装置は帯板の全幅にわたっておよそ５０の測定点を有する測定ロールとして設計されており、大概の場合デフレクタ−ロールを使用することなくミルスタンドと巻き上げロール間に配置することかできる。測定は磁気弾性原理に基づいた力ｌ−ランスジューサを使用して行われ、主として測定ロールに沿った帯板の応力分布か得られる。

材料の座屈応力よりも大きい場合には、帯板に張力の影響か無く自由にされるとシー１−は座屈する。応力分布は帯板の圧延方向における平面度曲線である。測定原理の詳細説明はとりオつけＩＲＯＮ　ＡＮＤ　５ＴＥＥＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＳ１９９１年４月、第３４−３７頁のΔ、Ｇ、ＣａｒｌｓｔｅｄｔおよびＯ，Ｋｅｉｊｓｅｒの論文“冷間圧延機における現代的な平面度測定および制御方法 ”に記載されている。この論文には、平面度曲線を得るのに必要な信号処理か比較的広範にわたるため、およそ５０ｍ５の間隔て更新されることか開示されている。

帯板を圧延するばあい、ロールギャップをチェックして正しいロールギャップとすることが大事でありそれは作業ロールに沿った小さな変動により帯板の全幅にわたる厚さの減少か変動して平面度曲線か劣化するためである。

したかって、平面度制御の仕事は全圧延動作中に既存の曲線を一定に維持することである。

とりわけ前記ＩＲＯＮ　ＡＮＤ　５ＴＥＥＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲの論文から明らかなように、ベンディングシリンダーを使用して、作業ロールの形状を修正して帯板の平面度に影響を及ぼすようにすることを含む技術かしばしは使用される。

しかしなから、平面度曲線に影響を及はずのに使用できる制御可能性か他にもいくつかあることかお判りと思われる。いくつかの制御部材を起動させることかできる平面度制御の概念も前記論文に記載さイ］ている。

この概念には収集された測定データを処理して最小二乗法によりさまさまな制御部材の制御装置および調整器の制御信号を得るたけてなく制御部材を起動させるための評価計画を含むモデルか含まれている。そこに示された例では、平面度制御には作業ロールのスキュー、軸シフ１〜、およびヘンディングが含まれているか一般的にはさらに別の制御可能性を含みつる。

原則として、最小二乗法では平面度誤差か更新されるたびに、すなわち実際の平面度曲線と所望の平面度曲線の比較か行われるたびに、平面度誤差をできるたけ小さくするのに必要な制御装置による動作の組み合わせおよび程度をめる可能性か伴う。しかしなから、この方法ではさまざまな制御部材か起動される時に帯板の全幅にわたって生じる応力分布は周知であることか前提とされる。応力分布は測定ロールを使用して計算もしくは測定される。

そこに示された例と同様に、例えば応力分布φ８のスキュー、応力分布φ。

のベンディング、および応力分布φ、の軸シフト、の３つの制御部材がある場合、最小二乗法により次式で示されるさまざまな制御部材による動作を更新された各平面度誤差に対して示すことができ、ｆ”＋＝ｃｓ　’φｇ十Ｃｓ’φ、＋ｃ ’、・φＦ（１）ここに、Ｃ３＋ＣＢおよびＣＦは制御部材の制御装置および調整器の入力信号であり、これらの１３号はロールギヤノブへ変換される。これらの８１算には非常に大きなコンピュータ容量か必要なことは明らかである。

一般的な形式の近似問題にはいくつかの測定データｆ　（ＸＩ　）たたしｌ−１，２，、、、、ｍ、を使用してｆ（ｘ＋）を出来るたけ良く近似する最小二乗法により単純関数ｆ９を見つけることか含まれている。最小二乗法の詳細についてはストックホルムのＬｙｂｅｒ　ｔｒｙｃｋ社出版のＰＰｏｈｌ、Ｇ　Ｅｒ１ｋｓｓｏｎおよびＧ　Ｄａｈｌｑｕｉｓｔ　によるＬＭｒｏｂｏｋ　ｉ　Ｎｕｍｅｒｉｓｋａ　Ｍｅｔｏｄｅｒ（“Ｔｅｘｔｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｍｅｔｈｏｄｓ”）で使用されている指示に基づいている。ここでは単純関数ｆ０は次式に従った予選定量数 φ００．．φ、の線形組み合わせと仮定し、ｆ　’　ｎ　＝ｃ　＋　φ１　＋ｃ２　φ２−ト　・　・　・　・　＋ｃａ　φ、　（２）最小二乗法のタスクはｆ（ｘ＋）と１９間の偏差の平方和を最小限に抑えるようなＣｌＩＣ２・・・Ｃ９をめることである。

最小二乗法の行列式は下記の行列を形成することを意味する。

Ａ’Ａ−ｃ＝Ａ’　・ｆ　（３）本発明および評価方法はベクトルＣか次式に従って明確に解かれることを意味している。

ｃ−（ＡｌＡ）−１・ＡＴ　−ｆ＝Ｂ−ｆ　（４）一般的には、入行列内の全関数φ１．φ７００．φ、が予め選定すなわち決定される。したがって、転置行列ＡＴ１行列Ａ’Ａ、反転行列（Ａ”　Ａ）−’および行列Ｂ＝　（Ａ”　Ａ）− ’・八〇をめることかできる。測定データｆ、、ｆ、、、、Ｌヘアクセスできるため、ＣＩを評価するすなわちＣ＋＋Ｃｉ、、。Ｃ，の現在値をめるのは比較的単純な行列乗算となる。

３つの制御部材を含む場合のスキュー、ベンディング、およびシフティング動作に対応する前記関数φ８．φ８およびφ、は予めめることかできる。

これらの関数は所定幅の帯板の圧延中に変化することはない。行列Ａはこれらの φ関数しか含んでいないため、へ行列したかって前記したことから８行列を圧延開始する前にめることかできる。８行列は制御部材と同数のベクトルを存する行列からなっている。

圧延操作中に、最小二乗法により各φ１関数に対するＣ１値の評価か行われる。

Ｃ４値はＢ＝　（Ａ”　Ａ）−’の乗算によりめられる。へ〇行列は１行列すなわち得られた平面度誤差値を有し、制御部材の制御装置および調整器への入力信号を表し、これらの入力信号はロールギャップへ変換される。このようにして、Ｃ１値は各制御部材の制御誤差を構成する。この方法はコンピュータ容量の要求か著しく低減され同時に得られる各平面度曲線間の制御１誤差を容易に計算できることを意味する。

所望および測定平面度の比較器および従来の制御における制御部材の形で含まれる実行装置の制御装置および調整器の他に、帯板の平面度制御プラントは本発明による評価装置を含んでいる。評価装置は前記方程式かプログラムされ周知の応力分布だけてなく実際および所望平面度の差を入力信号として有するコンピュータにより構成さ第１る。評価装置の出力信号はさまざまな制御装置および調整器の制御誤差すなわち入力信号により構成される。

実施例本発明による装置の実施例は添付図から明らかなように帯板の平面度制御の一体部を構成する。実施例における平面度制御用制御部材はスキュー、ベンディングおよびシフティングである。圧延工程の最終製品は圧延帯板でありその平面度は例えばＳＴＲＥＳＳＯＭＥＴＥＲｌ等の適切な方法でめられる請求められた平面度は加算器もしくは比較器２により所望の平面度基準と比較される。得られた平面度誤差、ｆ、、ｆ、、、、、ｆ、は評価装置３へ送られ前記した方程式に従って制御誤差ＣＩ＋ＣＢおよびＣＦすなわちスキュー、ベンディングおよびシフティングの制御動作かめられる。

圧延開始前に、評価装置には４に従って帯板幅すの関数として特性を正規化したスキューの応力分布φ、および５および６に従ったベンディングφ。

およびシフティングφ、の対応する応力分布に関する情報か与えられている。

問題とする圧延機すなわち含まれる制御部材に対する応力分布は、前記したようにさまざまな帯幅ｂ、材料、等について算出もしくは直接測定することができる。

これは問題とする行列Ａが下記の形を有することを意味し、本発明の要約によれば、８行列は制御装置と同数のベクトルすなわちこの場合３つのベクトルにより構成される。これらかスキューに対するｖ３ベクトル、ヘンディングに対するＴｌｌベクトルおよびシフティングに対する■、ベクトルである場合には、添付図の実施例に対する８行列は次式で示され、したかって、スキューの制御誤差すなわち入力信号Ｃ８は通常の方法で次のようにめられる。

Ｃ８＝Ｗｓ１−　Ｌ　＋Ｗｓ、−ｆ、　十−・−＋１１ｇ−・ｆ−ヘンディングに対する対応する人力信号は次式で示され、Ｃ８−下、１１　・ｆｌ十事、２　・ｆ２＋・・・＋Ｔ−・ｆ。

シフティングに対する入力信号は次式で示される。

Ｃ，＝ＷＦ、−ｆ、十事Ｆ２　・ｆ２＋・・・＋Ｔ−・ｆ。

制御誤差Ｃｓはスキュー制御装置および調整器７へ送られスクリュー制副アクチュエータ８を介してロールか設定される。制御誤差Ｃ１１はヘンデインク制御アクチュエータ１０を介してロールのヘンディング制御装置および調整器９へ送られる。制御誤差Ｃ４はシフティンク部材Ｉ２を介してロールのシフティング制御装置および調整器ｌｌへ送られる。次に制御部材か圧延工程１３に影響を及はして所望の平面度曲線か得られかつ維持されるようにされる。

スキュー、ヘンディングおよびシフティング設定値の設定時間は使用する制御部材によって異なる。スクリュー設定の代表的な設定時間は例えば５０ｍ５であり、スキューおよびシフティングの対応する時間はおよそ１００ｍ５である。これは新しい各測定値に対して緩速部ＨのＣ値を評価する必要かないことを意味する。したがって、本発明による８行列を使用すればｆ−ベクトルによる現在■−ベクトルの行列乗算だけを必要に応じて独立に行うことかできるため、必要なコンピュータ容量をさらに低減することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．圧延機における帯板の平面度制御中に協同する作業ロール用制御部材（８，１０，１２）の制御装置および調整器（７，９，１１）への、ロールギャップへ変換された、入力信号Ｃ＝Ｃ１，Ｃ２．．．Ｃｎの評価方法であって、各制御部材が起動される時に帯板の全幅にわたって生じる応力分布φ１，φ２．．．φｎが周知であり、かつ帯板の全幅にわたる平面度誤差を示すデータｆ（Ｘ１）＝ｆ１，ｆ２．．．ｆｍが周知であり、該方法は次の関数を想定し、ｆ＊ｎ＝Ｃ１φ １＋Ｃ２φ２＋・・・・＋Ｃｎφｎ（２）そこからｆ（Ｘ１）とｆ＊の偏差の二乗が最小限に抑えられるように入力信号が決定され、それは下記の行列を形成して行われ、▲数式、化学式、表等があります▲ Ａ＝ｍ・ｎであり、ここに、ｍ＝測定点数＝Ａ内の行数ｎ＝基底関数φ１，．．．φｎの数＝Ａの列数▲数式、化学式、表等があります ▲ かつ ▲数式、化学式、表等があります▲ また入力信号は次式に従って求められ、Ｃ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴ・ｆ＝Ｂ・ｆここにＡＴはＡの転置行列であり、行列Ｂ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴは圧延を開始する前に求められることを特徴とする、入力信号評価方法。
２．第１項記載の圧延機における帯板の平面度制御中に協同する作業ロール用制御部材（８，１０，１２）の制御装置および調整器（７，９，１１）への、ロールギャップへ変換された、入力信号ｃの評価方法であって、該方法は現在の制御部材の設定時間に応じて各測定ごとに更新する必要のあるｃ−入力信号だけが求められることを特徴とする、入力信号評価方法。
３．第１項記載の圧延機における帯板の平面度制御中に協同する作業ロール用制御部材（８，１０，１２）の制御装置および調整器（７，９，１１）への、ロールギャップへ変換された、入力信号ｃの評価方法であって、関与する制御部材は周知の応力分布φＳのスキュー部材、周知の応力分布φｍのベンディング部材、および周知の応力分布φＦのシフティング部材を含み帯板の全幅にわたる平面度誤差を示すデータｆ（Ｘ１）＝ｆ１，ｆ２．．．ｆ■が周知であり、該方法は次式で示す関数か仮定され、▲数式、化学式、表等があります▲（１）ここに、ＣＳ，ＣＢおよびＣＦ、は各制御装置の入力信号であり、これらの入力信号はｆ（Ｘ１）とｆ＊間の偏差の二乗が最小限に抑えられるように決定され、それは下記の行列を形成して行われ、▲数式、化学式、表等があります▲ ▲数式、化学式、表等があります▲ かつ ▲数式、化学式、表等があります▲ またＢ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴであり、ここにＢ行列は次式に従ってスキューのΨＳ−ベクトル、ベンディングのΨＢ−ベクトル、およびシフティングのΨＦ−ベクトルとして表すことができ、 ▲数式、化学式、表等があります▲ 入力信号は次式に従って求められ、 ▲数式、化学式、表等があります▲ したがって、スキューに対する入力信号ｃ３は次式により求められ、ｃ３＝Ψ３１・ｆ１＋Ψ３２・ｆ２＋・・・＋Ψ３ｍ・ｆｍべンディングに対する入力信号は次式で求められ、ｃＢ＝ΨＢ１・ｆ１＋ΨＢ２・ｆ２＋・・・＋ΨＢｍ・ｆｍシフティングに対する入力信号は次式で求められる、ｃＦ＝ΨＦ１・ｆ１＋ΨＦ２・ｆ２＋・・・＋ΨＦｍ・ｆｍことを特徴とする入力信号評価方法。
４．圧延機における帯板の平面度制御中に協同する作業ロール用制御部材（８，１０，１２）の制御装置および調整器（７，９，１１）への、ロールギャップへ変換された、入力信号ｃ＝ｃ１，ｃ２．．．Ｃｎを評価する第１１項記載の方法を実施する装置てあって、各制御部材の作動時に帯板の全幅にわたって生じる応力分布φ１，φ２．．．φｎが周知であり、かつ帯板の全幅にわたる平面度誤差を示すデータｆ（Ｘ１）＝ｆ１，ｆ２．．．ｆｍが周知であり、該装置は入力信号として配置された応力分布φ１，φ２．．．φｍおよび平面度誤差データｆ（Ｘ１）＝ｆ１，ｆ２．．．ｆｍを有しかつ下記の行列を形成できるようにされており、▲数式、化学式、表等があります▲ Ａ＝ｍ・ｎであり、ここに、ｍ＝測定点数＝Ａ内の行数ｎ＝基底関数φ１，．．．φｎの数＝Ａの列数Ｂ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴかつ ▲数式、化学式、表等があります▲ であり、行列を有する装置は下記の入力信号ｃ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴ・ｆ＝Ｂ・ｆを形成するようにされていることを特徴とする、入力信号評価装置。
５．圧延機における帯板の平面度制御中に協同する作業ロール用制御部材（８，１０，１２）の制御装置および調整器（７，９，１１）への、ロールギャップへ変換された、入力信号ｃを評価する第３項記載の装置であって、関与する制御部材は周知の応力分布φＳのスキュー部材、周知の応力分布φＢのベンディングする部材、および周知の応力分布φＦのシフティングする部材を含み帯板の全幅にわたる平面度誤差を示すデータｆ（Ｘ１）＝ｆ１，ｆ２．．．ｆｍが周知であり、該装置は入力信号として配置された応力分布φＳ，φＢおよびφＦおよび平面度誤差データｆ（Ｘ１）＝ｆ１，ｆ２．．．Ｆｍを有しかつ下記の行列を形成するようにされており、▲数式、化学式、表等があります▲ ▲数式、化学式、表等があります▲ さらに、Ｂ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴであり、このような行列を有する装置は下記の入力信号ｃＳｃ＝ｃＢ＝（ＡＴＡ）−１・ＡＴ・ｆ＝Ｂ・ｆＣＦを形成するようにされていることを特徴とする、入力信号評価装置。