JPH0796313A - 圧延機の自動板厚制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延材の厚みと硬度を一定にすること。 【構成】 圧下率を一定にするよう圧下装置7 に所定の
制御量を出力する自動圧下率制御コントローラ9 と、出
側板厚を一定にするよう圧下装置7 に所定の制御量を出
力する自動板厚制御コントローラ10と、出側板厚が所定
の公差内になると前記自動板厚制御コントローラ10を
「切」として自動圧下率制御コントローラ9を「入」と
し、出側板厚が所定の公差外になると前記自動圧下率制
御コントローラ9 を「切」として自動板厚制御コントロ
ーラ10を「入」とする切換手段11と、を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延機の自動板厚制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種、圧延機の自動板厚制御として、
フィードフォワードＡＧＣ、ＢＩＳＲＡ ＡＧＣ、モニ
タＡＧＣ、マスフローＡＧＣ、張力ＡＧＣ等( 特公平３
−６６０４４号公報、特公平３ー６３４４３号公報、特
開平１ー７１５１４号公報、特開昭６３−８４７１９号
公報、「第３版 鉄鋼便覧 第III 巻（１）圧延基礎・
鋼板 丸善株式会社 昭和５５年６月３０日発行 第５
７４〜５７７ページ」等参照）がある。

【０００３】また、前記各種の制御を適宜切り換えて最
適制御する技術も公知である（特公昭６３ー１６０７１
４号公報、特開昭 ６３ー１７１２１４号公報参照）。
前記従来のものは、圧延機出側の板厚が一定になるよう
に、ロールギャップを制御するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バネ鋼等の圧延におい
ては、板厚一定と同時に、材料固さ( 硬度) の均一化が
重要になる。即ち、圧延材の長手方向において、固いと
ころと軟らかいところが混在すると、不良品のバネにな
る。しかし、前記従来の板厚一定制御を行うと、圧延材
の固さがその長手方向で不均一になると言う問題があっ
た。

【０００５】即ち、板厚を一定にするためには圧下率を
制御しなければならないが、圧下率が異なれば、材料固
さが変わり、均一な固さのものに圧延できない。そこ
で、従来は、前記硬度差を無くするために、焼鈍等の熱
処理をしなければならず、そのための工程が余分に必要
になっていた。そこで、本発明は、材料固さを略一定に
することができる圧延機の自動板厚制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は次の手段を講じた。即ち、請求項１記載の
本発明の特徴とするところは、圧下率を一定にするよう
圧下装置に所定の制御量を出力する自動圧下率制御コン
トローラと、出側板厚を一定にするよう圧下装置に所定
の制御量を出力する自動板厚制御コントローラと、出側
板厚が所定の公差内になると前記自動板厚制御コントロ
ーラを「切」として自動圧下率制御コントローラを
「入」とし、出側板厚が所定の公差外になると前記自動
圧下率制御コントローラを「切」として自動板厚制御コ
ントローラを「入」とする切換手段と、を具備した点に
ある。

【０００７】請求項２記載の本発明の特徴とするところ
は、圧下率を一定にするよう圧下装置に所定の制御量を
出力する自動圧下率制御コントローラと、出側板厚を一
定にするよう圧下装置に所定の制御量を出力する自動板
厚制御コントローラと、出側板厚が所定の公差外になる
ことを予測して所定の公差内に入れるため、前記自動圧
下率制御コントローラを「切」にし、出側板厚が所定の
公差内に入ることが予測できる時は、前記自動板厚制御
コントローラを「切」にしかつ前記自動圧下率制御コン
トローラを「入」にする切換手段とを具備した点にあ
る。

【０００８】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、出側板厚が所
定の公差内にあるとき、自動圧下率制御を行うため、圧
下率を一定とすることができる。また、出側板厚が所定
の公差内より外れると、自動圧下率制御が「切」となり
自動板厚制御が「入」になり、該板厚が所定の公差内に
入るよう制御される。

【０００９】従って、板厚を所定の公差内に維持しつ
つ、圧下率を一定に制御できるので、圧延材の長手方向
に関する硬度むらが減少する。請求項２記載の発明で
は、出側板厚が所定の公差内にあるとき、自動圧下率制
御を行うため、圧下率を一定とすることができる。ま
た、出側板厚が所定の公差内より外れそうな時は予測制
御を行い自動圧下率制御が「切」となり自動板厚制御が
「入」になり、該板厚が所定の公差内に入るよう制御さ
れる。

【００１０】従って、圧下率を概略一定に制御でき、か
つ板厚を所定の公差内に入れることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１において、圧延材1 は、入側リール2 から繰り
出され、出側リール3 に巻き取られる間、圧延機4 によ
り圧延される。圧延機4 の入側には、入側の圧延材1 の
板厚Ｈi を計測し、入側板厚偏差ΔＨとして出力する入
側板厚計5 が設けられている。ここで、入側板厚偏差Δ
Ｈとは、設定入側板厚Ｈと実際の入側板厚Ｈi の差をい
う。

【００１２】圧延機4 の出側には、出側の圧延材1 の板
厚ｈi を計測し、出側板厚偏差Δｈとして出力する出側
板厚計6 が設けられている。ここで、出側板厚偏差Δｈ
とは、目標出側板厚ｈと実際の出側板厚ｈi の差をい
う。尚、添字ｉは、サンプリング回数を意味する。前記
圧延機4 には、上下一対のワークロール間のギャップを
調整するための圧下装置7 が設けられている。更にこの
圧下装置7 を制御するための制御装置8 が設けられてい
る。

【００１３】前記制御装置8 は、圧下率を一定にするよ
う圧下装置7 に所定の制御量を出力する自動圧下率制御
コントローラ9 と、出側板厚を一定にするよう圧下装置
7 に所定の制御量を出力する自動板厚制御コントローラ
10と、出側板厚が所定の公差内になると前記自動板厚制
御コントローラ10を「切」として自動圧下率制御コント
ローラ9 を「入」とし、出側板厚が所定の公差外になる
と前記自動圧下率制御コントローラ9 を「切」として自
動板厚制御コントローラ10を「入」とする切換手段11と
を備えている。

【００１４】即ち、前記切換手段11は、自動圧下率制御
コントローラ9 と圧下装置7 との間に介在されたスイッ
チ手段12と、自動板厚制御コントローラ10と圧下装置7
との間に介在されたスイッチ手段13と、これら両スイッ
チ手段12,13 を入り・切り制御する制御手段14とからな
る。図２は、前記装置を用いた制御方法のフローチャー
トであり、このフローチャートに基づき制御方法を説明
する。

【００１５】ステップ１において、切換手段11の初期状
態を設定する。即ち、使用したい制御モードの何れか一
方を選択する。即ち、自動圧下率制御コントローラ9 ま
たは自動板厚制御コントローラ10の何れか一方を「入」
（ＯＮ）とし他方を「切」（ＯＦＦ）とする。以下、自
動圧下率制御コントローラ9 による制御モードを「ＡＲ
Ｃ」と言い、自動板厚制御コントローラ10による制御モ
ードを「ＡＧＣ」という。この実施例では、ＡＲＣを
「入」とし、ＡＧＣを「切」とする。

【００１６】ステップ２において、出側板厚偏差Δｈを
出側板厚計6 より読み込む。ステップ３において、前記
読み込んだ出側板厚偏差Δｈと、予め設定した第２判定
値Δｈc2の絶対値の大小を判断する。この第２判定値Δ
ｈc2は、図３に示すように、ＡＧＣを「入」とし、ＡＲ
Ｃを「切」にする切換点である。

【００１７】即ち、（｜Δｈ｜≧｜Δｈc2｜）の判断が
ＹＥＳのとき、ステップ７に進む。ステップ７では、｜
Δｈ｜を更に大きな値としないために、ＡＧＣを「Ｏ
Ｎ」し、且つ、ＡＲＣを「ＯＦＦ」する。ＡＧＣを
「入」にすると、ＡＧＣにより｜Δｈ｜→０ となる制
御が開始される。前記ステップ３において（｜Δｈ｜≧
｜Δｈc2｜）の判断がＮＯのとき、ステップ４に進む。

【００１８】ステップ４では、前記読み込んだ出側板厚
偏差Δｈが、予め設定した第１判定値Δｈc1を横切った
か否かの判断と、横切った場合、その横切ったときの出
側板厚偏差Δｈの傾きとを判断する。この第１判定値Δ
ｈc1は、図３に示すように、ＡＧＣを「切」とし、ＡＲ
Ｃを「入」にする切換点であり、｜Δｈc2｜≧｜Δｈc1
｜とされている。

【００１９】即ち、｜Δｈ｜＝｜Δｈc1｜のとき、つま
り出側板厚偏差｜Δｈ｜が第１判定値｜Δｈc1｜を横切
ったとき、｜Δｈ｜の傾きが負であれば、ステップ５へ
進み、それ以外の場合は、ステップ６に進む。ステップ
５においては、ＡＲＣを「ＯＮ（入）」し、ＡＧＣを
「ＯＦＦ（切）」する。このＡＲＣにより、圧下率一定
の制御が開始される。

【００２０】ステップ６では、ＡＲＣとＡＧＣのモード
切換は行われない。図３に、ＡＧＣとＡＲＣにおける出
側板厚偏差の関係が示されている。この図３から明らか
なように、本発明によれば、出側板厚偏差｜Δｈ｜は、
許容値｜Δｈc2｜内であり、且つ、ＡＲＣ（自動圧下率
制御）の方がＡＧＣ（自動板厚制御）よりも使用頻度が
多いので、圧延材の圧下率は略一定になる。そして、圧
下率が略一定であるので、材料固さの均一化が達成でき
る。

【００２１】ところで、以上の制御では、出側板厚偏差
｜Δｈ｜は、許容値｜Δｈc2｜内であるが、｜Δｈ｜≧
｜Δｈc2｜を判断しなければならないため、判断までに
タイムラグがあり、出側板厚偏差が許容値をオーバーす
るおそれがある。そこで、その欠点を解消すべく板厚精
度をさらに向上させたものが次の実施例である。

【００２２】即ち、図４に示す装置は、出側の材料速度
を検出する検出器27が設けられている点において、前記
図１に示したものと異なる。そして、切換手段11の機能
も、前記図１に示したものと異なる。即ち、この実施例
では、切換手段11は、出側板厚が所定の公差外に外れそ
うになると、前記自動板厚制御コントローラ10を「入」
として自動圧下率制御コントローラ9 を「切」とし、出
側板厚が所定の公差外に外れそうにない時は、前記自動
圧下率制御コントローラ9 を「切」として自動板厚制御
コントローラ10を「入」とする。

【００２３】図５、６に、図４の装置を用いた自動板厚
制御方法のフローチャートが示されている。まず、ステ
ップ１において、切換手段11の初期状態をＡＲＣをＯＮ
とし、ＡＧＣをＯＦＦに設定するのは前記実施例の場合
と同じである。ステップ２において、出側板厚偏差Δｈ
を出側板厚計6 より読み込む。また、出側材料速度検出
器27より出側材料速度ｖを読み込む。

【００２４】ステップ３では、検出遅れ時間ｔ1 を計算
する。ｔ1 は次式で求められる。 ｔ1 ＝Ｌ／ｖ ……(1) ここで、検出遅れ時間ｔ1 は、圧延機4 を通過した圧延
材1 が出側板厚計6 に到達する時間である。Ｌは、圧延
機4 の中心から出側板厚計6 までの距離である。

【００２５】ステップ４では、厚みの制限値までの到達
予想時間ｔ2 を求める。その詳細が図６のサブルーチン
に示されている。図６のステップＡにおいて、出側板厚
偏差Δｈの制限値Δｈc を設定する。この制限値Δｈc
としては、板厚制御における公差を当てる。ステップＢ
において、出側板厚偏差Δｈの傾きｄΔｈ／ｄｔを求め
る。この傾きｄΔｈ／ｄｔは、出側板厚偏差Δｈの移動
速度を意味する。

【００２６】ステップＣにおいて、出側板厚偏差Δｈが
制限値Δｈc に到達するまでの到達時間ｔ2 を求める。
即ち、図７に示すように、

【００２７】

【数１】 Δｈc −Δｈ＝（ｄΔｈ／ｄｔ）・ｔ2 ∴ｔ2 ＝（Δｈc −Δｈ）／（ｄΔｈ／ｄｔ） ……(2)

【００２８】を求める。次に、図５のステップ５に進
み、前記検出遅れ時間ｔ1 と到達時間ｔ2 を比較する。

【００２９】ｔ1 ≧ｔ2 の場合、図８に示す如く、出側
板厚がｔ2 秒後に制限値Δｈc を越えるので、ＡＧＣを
ＯＮにして板厚がΔｈc を越えないように制御する必要
がある。そこで、ＡＧＣをＯＮにし、ＡＲＣをＯＦＦに
するステップ７に進む。ｔ1 ≧ｔ2 でない場合、図９に
示す如く、出側板厚がｔ2 秒後に制限値Δｈcを越えな
い。つまり、この場合は余裕があるので、ＡＲＣをＯＮ
して圧下率一定制御を実行する。従って、ＡＧＣをＯＦ
Ｆにし、ＡＲＣをＯＮにするステップ６へ進む。

【００３０】なお、ステップ８においては、演算続行の
判断を行う。以上の制御方法によれば、圧下率を概略一
定に制御でき、且つ、板厚を所定の公差内に確実に入れ
ることができる。以下、前記制御に用いられるＡＲＣ
（自動圧下率制御）について更に詳しく説明する。
（尚、前記ＡＧＣ（自動板厚制御）は、従来公知の技術
を用いるので、その詳細説明は省略する。）図１０に示
すものは、前記自動圧下率制御コントローラ9 を詳しく
説明するための構成図であり、モニタＡＧＣ制御方式を
適用したものである。同図において、自動圧下率制御コ
ントローラ9 は、入側板厚速度を検出する速度検出手段
15と、前記入側板厚計5 と速度検出計15の信号を入力し
て、入側板厚偏差をトラッキングするトラッキング回路
16と、各種の目標値を設定する数値設定器17と、前記ト
ラッキング回路16と数値設定器17と出側板厚計6 からの
信号やデータを基に各種演算をする制御演算器18と、Ｐ
Ｉ（微分積分）コントローラ19とを有し、該ＰＩコント
ローラ19が前記圧下装置7 に切換手段11を介して接続さ
れている。

【００３１】前記自動圧下率制御コントローラ9 は、Ｃ
ＰＵ，メモリ等よりなるハードウエアと、該ハードウエ
アを制御するプログラムからなるソフトウエアとで構成
される制御用電子計算機で構成されている。図１１、１
２において、前記構成の装置を用いて、圧延材1 の圧下
率を一定にする制御を説明する。

【００３２】制御がスタートすると、第１ステップで制
御演算器18に数値設定器17から入側板厚設定値Ｈと出側
板厚設定値ｈが読み込まれる。第２ステップにおいて、
制御演算器18で目標圧下率Ｒの演算が、下記式に基づき
行われる。

【００３３】

【数２】Ｒ＝（Ｈ−ｈ）／Ｈ ……(3) ここで、Ｈ：入側板厚設定値 ｈ：出側板厚設定値

【００３４】第３ステップでは、トラッキング回路16に
おいて入側板厚偏差ΔＨのトラッキングが行われる。

【００３５】第４ステップでは、出側板厚偏差Δｈが制
御演算器18に読み込まれる。第５ステップでは、前記読
み込まれた出側板厚偏差Δｈと同一地点の入側板厚偏差
ΔＨが、制御演算器18に読み込まれる。そして、第６ス
テップで、出側目標板厚偏差値Δｈc の演算が下記式に
基づき制御演算器18で行われる。

【００３６】

【数３】Δｈc ＝（１−Ｒ）・ΔＨ ……(4)

【００３７】第７ステップでは、前記制御演算器18で、
実際の出側板厚偏差値Δｈと目標偏差値Δｈc との誤差
Δｈe が、下記式で求められる。 Δｈe ＝Δｈ−Δｈc ……(5) 第８ステップでは、ＰＩコントローラ19により、ロール
ギャップ制御量ΔＳが下記式に基づき演算される。

【００３８】

【数４】 ΔＳ＝｛（Ｍ＋ｍ）／Ｍ｝・｛Δｈe ＋（１／Ｔ2 ）∫Δｈe ｄｔ｝……(6) 但し、Ｍ ：ミル定数 ｍ ：変形抵抗係数 Ｔ2 ：積分時間

【００３９】そして第９ステップにおいて、前記ロール
ギャップ制御量ΔＳが、圧下装置7に出力され、ロール
ギャップが制御される。

【００４０】前記制御において、圧下率が一定になる理
由を、以下、説明する。通常、目標圧下率Ｒは前記(3)
式で与えられる。即ち、

【００４１】

【数５】Ｒ＝（Ｈ−ｈ）／Ｈ ……(3) ここで、Ｈ：入側板厚設定値 ｈ：出側板厚設定値

【００４２】また、実際の圧下率Ｒ’は次式で計算でき
る。

【００４３】

【数６】 Ｒ’＝｛Ｈ＋ΔＨ−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ）……(7) ここで、ΔＨ：入側板厚偏差 Δｈ：出側板厚偏差

【００４４】従って、前記実際の圧下率Ｒ’を目標圧下
率Ｒとするための条件は、Ｒ＝Ｒ’である。即ち、

【００４５】

【数７】（Ｈ−ｈ）／Ｈ＝｛Ｈ＋ΔＨ−（ｈ＋Δｈ）｝
／（Ｈ＋ΔＨ）

【００４６】整理すると、 ｈ／Ｈ＝Δｈ／ΔＨ ……(8) 前記(8) 式を(3) 式に代入してΔｈについて解くと、 Δｈ＝（１−Ｒ）・ΔＨ ……(9) となり、この(9) 式が制御原理式になる。

【００４７】前記(9) 式において、目標圧下率Ｒは既知
であり、入側板厚偏差値ΔＨは入側厚み計で測定でき
る。従って、出側板厚偏差Δｈを前記(9) 式を満足する
よう制御すれば実際の圧下率を目標圧下率となるよう制
御することが可能になる。そこで、出側板厚偏差Δｈが
前記(9) 式を満足させるためのシステムを構築する。

【００４８】前記(9) 式で計算されるΔｈは目標値であ
る。(9) 式のΔｈをΔｈc と置き、これを出側板厚偏差
目標値とすると、前記(4) 式が得られる。即ち、

【００４９】

【数８】Δｈc ＝（１−Ｒ）・ΔＨ ……(4)

【００５０】となる。実際の出側板厚偏差Δｈは出側板
厚計で測定される。実際値Δｈと目標値Δｈc の誤差を
Δｈe とすると、Δｈe は次式で与えられ、前記(5) 式
になる。即ち、 Δｈe ＝Δｈ−Δｈc ……(5) 前記(5) 式において、Δｈe ＝０ となるよう制御すれ
ば良い。

【００５１】そこで、前記(5) 式に(4) 式を代入する
と、次式が求まる。

【００５２】

【数９】Δｈe ＝Δｈ−Δｈc ＝Δｈ−（１−Ｒ）・ΔＨ ……(10)

【００５３】ただし、(10)式において入側板厚偏差ΔＨ
は出側板厚偏差Δｈと同一地点の値である。

【００５４】前記(10)式をモニタＡＧＣの制御式に適用
してロールギャップを制御することで本システムを実現
できる。前記モニタＡＧＣの制御式は次式で与えられ
る。

【００５５】

【数１０】 ΔＳ＝｛（Ｍ＋ｍ）／Ｍ｝・｛Δｈ＋（１／Ｔ2 ）∫Δｈｄｔ｝……(11) 但し、ΔＳ：ロールギャップ制御量 Ｍ ：ミル定数 ｍ ：変形抵抗係数 Δｈ：出側板厚偏差 Ｔ2 ：積分時間

【００５６】前記(11)式の目標値はΔｈ＝０であるか
ら、(11)式のΔｈに(10)式のΔｈe を代入することがで
きる。即ち、前記(6) 式の

【００５７】

【数１１】 ΔＳ＝｛（Ｍ＋ｍ）／Ｍ｝・｛Δｈe ＋（１／Ｔ2 ）∫Δｈe ｄｔ｝……(6)

【００５８】の制御式に基づきロールギャップを制御す
ることにより、圧下率一定の制御が可能になる。即ち、
前記実施例によれば、前記(3) 式と(7) 式が等しくなる
制御であるので、実際の圧下率Ｒ’が目標圧下率Ｒに等
しくなり、圧下率が一定になる。

【００５９】図１３に示すものは、フィード・フォワー
ドＡＧＣ制御を採用した自動圧下率制御コントローラ9
の実施例である。自動圧下率制御コントローラ9 は、出
力タイミング回路20を有し、この出力タイミング回路20
は、圧下装置7 に切換手段11を介して接続されている。
該出力タイミング回路20は、速度検出計15に接続され、
圧延材1 の入側板厚計5 から圧延機4 までの圧延材1 の
走行時間を考慮して出力信号を相当時間遅延させるもの
である。前記出側板厚計6 は、出側板厚偏差の積分量を
前記圧下装置7 へフィードバック制御する自動板厚制御
コントローラ10に切換手段11を介して接続されている。

【００６０】前記出力タイミング回路20は、制御演算機
21に接続されている。この制御演算機21は、ＣＰＵ，メ
モリ等よりなるハードウエアと、該ハードウエアを制御
するプログラムからなるソフトウエアとで構成される制
御用電子計算機であり、数値設定手段22、第１演算手段
23、第２演算手段24、メモリ25、ＡＧＣ制御手段26を有
する。

【００６１】前記数値設定手段22は、圧延材1 の塑性定
数ｍや圧延機4 のミル定数Ｍを予め設定するものであ
る。前記第１演算手段23は、前記数値設定手段22と入側
板厚計5 とに接続され、入側板厚偏差ΔＨを受け、それ
に（ｍ／Ｍ）を乗算するものである。前記第２演算手段
24は、前記第１演算手段23とメモリ25とに接続され、圧
延機4 のロールギャップΔＳを、 ΔＳ＝Ａ・（ｍ／Ｍ）・ΔＨ ……(12) に基づき演算し、前記出力タイミング回路20に出力する
ものである。ここで、Ａは、制御利得値であり、前記メ
モリ25に記憶されている。

【００６２】前記ＡＧＣ制御手段26は、前記入側板厚計
5 、及び、出側板厚計6 に接続され、入側板厚計5 の計
測値と出側板厚計6 の計測値とから制御利得値Ａを演算
し、前記メモリ25に出力するものである。以下、前記Ａ
ＧＣ制御手段26による演算の手順を図１４〜１７に基づ
き説明する。

【００６３】先ず、ステップ１では、不感帯値Ｅ、目標
入側板厚Ｈ、目標出側板厚ｈを設定する。ステップ２で
は、予め設定した圧下率（以下、「圧下率設定値」とい
う）Ｒを次式により求める。 Ｒ＝（Ｈ−ｈ）／Ｈ ……(3) ステップ３では、入側板厚偏差平均値ΔＨ’を計算す
る。このステップ３は、図１６に示すサブルーチンによ
り処理される。

【００６４】即ち、入側板厚偏差値ΔＨi は ΔＨi ＝Ｈi −Ｈ ……(13) で求められ、入側板厚偏差平均値ΔＨ’は、

【００６５】

【数１２】 ΔＨ’＝（ΔＨ1 ＋ΔＨ2 ＋……＋ΔＨn ）／ｎ ……(14)

【００６６】で求められる。尚、ｎはサンプリング数で
あり、このサンプリングは所定の周期で行われる。即
ち、入側板厚計5 の信号を所定のサンプリングピッチで
読み込むことにより、実際の入側板厚Ｈi が読み込ま
れ、入側板厚偏差値ΔＨi が求められ、且つ、入側板厚
偏差平均値ΔＨ’が求められる。

【００６７】ステップ４では、出側板厚偏差平均値Δ
ｈ’を計算する。このステップ４は図１７に示すサブル
ーチンにより処理される。先ず、前記入側板厚偏差ΔＨ
i を入側速度検出計7 の信号によりトラッキングして、
圧延材1 の同一地点が出側板厚計6 に達するポイントを
求める。そして、入側板厚偏差ΔＨi と同一地点の出側
板厚偏差Δｈi を読み込む。そして、出側板厚偏差Δｈ
i の平均値Δｈ’を求める。

【００６８】尚、この出側板厚偏差Δｈi 、及び、その
平均値Δｈ’の求め方は、前記入側板厚偏差値ΔＨi 、
及び、入側板厚偏差平均値ΔＨ’の求め方と同じである
のでその説明は省略する。ステップ５では、実際の圧下
率Ｒj の計算をする。この圧下率Ｒj は、

【００６９】

【数１３】 Ｒj ＝｛（Ｈ＋ΔＨ' ）−（ｈ＋Δｈ' ）｝／（Ｈ＋ΔＨ' ）……(15)

【００７０】御周期ｊと前記板厚計測サンプリング周期
ｉとは異なるものである。ステップ６では、圧下率誤差
ΔＲj を求める。圧下率誤差ΔＲj は、実際の圧下率Ｒ
j と前記の予め設定した圧下率Ｒの差で、次式で与えら
れる。

【００７１】ΔＲj ＝Ｒj −Ｒ ……(16) ステップ７では、圧下率の誤差ΔＲj が、前記の不感帯
Ｅに入っているか否かの判断を行う。ΔＲj ＜Ｅの場合
は、十分な圧下率が得られているので、制御利得値Ａを
変更せず、後述するステップ９にスキップする。

【００７２】ΔＲj ≧Ｅの場合は、十分な圧下率が得ら
れていないので、制御利得値Ａを変更し、圧下率を設定
値Ｒに近づけるべく、次のステップ８に進む。ステップ
８では、次式により制御利得値Ａを変更する。 Ａ＝Ｃ・（１−ΔＲj ） ……(17) 但し、Ｃは固定ゲインである。

【００７３】前記変更された制御利得値Ａは、メモリ25
に記憶されている制御利得値Ａと置換される。この新た
な制御利得値Ａは、前記第２演算手段24に呼び出され
る。ステップ９では、演算を続行するか否かを、操作盤
のスイッチ等を参照して判断する。続行するときは、前
記ステップ３に戻る。続行しないときは、エンドに進み
終了する。

【００７４】前記実施例によれば、圧下率が一定になる
理由は次の通りである。 実際の圧下率Ｒj が目標圧下率Ｒと一致している
（Ｒj ＝Ｒ）ときは、 ΔＲj ＝Ｒj −Ｒ＝０ ……(16)' となるので、 Ａ＝Ｃ・（１−ΔＲj ）＝Ｃ ……(17)' となり、Ａ＝Ｃの制御利得値で制御する。 実際の圧下率Ｒj が目標圧下率Ｒより大きい（Ｒj
＞Ｒ）ときは、板を潰し過ぎているときであるので、制
御利得値Ａを、Ａ＝Ｃより小さくする必要がある。そこ
で、Ａ＝Ｃ・（１−ΔＲj ）において、ΔＲj ＞０であ
るので、Ｃ・（１−ΔＲj ）＜Ｃとなり、適当なＣを与
えれば制御利得値Ａは、Ａ＜Ｃとなる。これにより潰し
過ぎがなくなり、Ｒj ＝Ｒが得られる。 実際の圧下率Ｒj が目標圧下率Ｒより小さい（Ｒj
＜Ｒ）ときは、板をもっと潰す必要の有るときであるの
で、制御利得値Ａを、Ａ＝Ｃより大きくする必要があ
る。そこで、Ａ＝Ｃ・（１−ΔＲj ）において、ΔＲj
＜０であるので、Ｃ・（１−ΔＲj ）＞Ｃとなり、適当
なＣを与えることで、Ａ＞Ｃとなる。これによりもっと
潰すことができ、Ｒj ＝Ｒが得られる。

【００７５】更に具体的に前記実施例の作用につき説明
する。まず、前記実施例の圧下率一定制御の作用の理解
を容易ならしめるために、図１８、図１９に基づき従来
の( 特公平3-66044 号公報記載の) 板厚制御につき説明
する。図１８は、入側板厚偏差の挙動を示し、図１９
は、図１８の入側板厚に対し、従来のフィードフォワー
ドＡＧＣを実行したときの出側板厚偏差の挙動を示す。
図１８のＡ，Ｂ点が図１９のＡ’，Ｂ’点に対応する。

【００７６】従来の板厚制御は、出側板厚を一定値に制
御するものであるから、フィードフォワードＡＧＣを実
行すると出側板厚偏差はゼロになる。この場合、前記
(3) 式により目標圧下率Ｒを、

【００７７】

【数１４】 Ｒ＝（Ｈ−ｈ）／Ｈ＝（0.2-0.1 ）／0.2 ＝0.5

【００７８】とすると、実際の圧下率ＲA ' （Ａ点の圧
下率）は、

【００７９】

【数１５】 ＲA ' ＝｛（Ｈ＋ΔＨ）−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ） ＝｛（0.2+0.01)-(0.1+0.0) ｝／(0.2+0.01)＝0.502

【００８０】となり、目標圧下率Ｒ＝0.5 に対し、0.00
2 のずれを生じる。同様にＢ点での圧下率ＲB ' は、

【００８１】

【数１６】 ＲB ' ＝｛（Ｈ＋ΔＨ）−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ） ＝｛（0.2-0.005)-(0.1+0.0)｝／(0.2-0.005) ＝0.487

【００８２】となり、目標圧下率からずれる。即ち、従
来の方法では、出側板厚偏差をゼロに制御できるが、圧
下率を目標値に制御できないので、硬度差が生じる。

【００８３】前記従来の板厚一定制御に対し、本実施例
では、ロールギャップΔＳの制御式は、従来と同じ前記
(12)式を用いる。即ち、

【００８４】

【数１７】ΔＳ＝Ａ・（ｍ／Ｍ）・ΔＨ……(12) 但し、ｍ：圧延材の塑性定数 Ｍ：ミル定数 を用いるが、前記制御利得値Ａを、前記(17)式の Ａ＝Ｃ・（１−ΔＲj ）……(17) 但し Ｃ：定数

【００８５】に基づいて変更するものである。この制御
を行えば、出側板厚偏差は図２０に示すようになる。

【００８６】即ち、出側板厚は従来のように一定になら
ず、板厚精度は若干悪くなるが、しかし、圧下率が目標
値に一致し、硬度が一定になる。即ち、入側板厚が図１
８に示すものであり、出側板厚が図１９に示す状態であ
ると、Ａ’点の圧下率誤差ΔＲj は、(16)式より、

【００８７】

【数１８】ΔＲj ＝ＲA ’−Ｒ＝0.502 −0.5 ＝0.002 となるので、

【００８８】

【数１９】Ａ＝Ｃ・（１−ΔＲj ）＝0.998 Ｃ

【００８９】となり、この制御利得値Ａをもちいて、ロ
ールギャップΔＳを制御すると、図２０に示す状態にな
る。即ち、Ａ”点の出側板厚偏差Δh は、+0.005にな
る。

【００９０】Ａ”点の実際の圧下率ＲA " は、

【００９１】

【数２０】 ＲA " ＝｛（Ｈ＋ΔＨ）−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ） ＝｛（0.2+0.01)-(0.1+0.005) ｝／(0.2+0.01)＝0.5

【００９２】となり、ＲA " ＝Ｒと圧下率が目標値にな
り、硬度が均一になる。図２１に示すものは、自動圧下
率制御コントローラの他の実施例である。

【００９３】この図２１に示すものは、圧延機4 の出側
に、出側圧延材1 の速度を検出する出側速度検出計27が
設けられ、該出側速度検出計27は、前記ＡＧＣ制御手段
26に接続されている点が前記図１３に示すものと異な
る。そして、前記ＡＧＣ制御手段26においては、以下の
処理がされる点が前記実施例と異なる。

【００９４】即ち、この実施例では、実際の圧下率Ｒj
の計算を Ｒj ＝１−Ｖ／ｖ ……(18) に基づいて算出する。ここで、Ｖは、入側速度検出計15
で検出される入側圧延速度であり、ｖは、出側速度検出
計27で検出される出側圧延速度である。尚、前記関係式
(18)は次のように導出される。

【００９５】圧下率は、(3) 式より、

【００９６】

【数２１】 Ｒj ＝｛（Ｈ＋ΔＨ）−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ）……(19)

【００９７】と定義されるが、この式を変形すると、

【００９８】

【数２２】 Ｒj ＝｛（Ｈ＋ΔＨ）−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ） ＝１−（ｈ＋Δｈ）／（Ｈ＋ΔＨ） ……(20)

【００９９】となる。ここで、入側圧延材と出側圧延材
の体積は同一の条件より、

【０１００】

【数２３】（Ｈ＋ΔＨ）・Ｖ＝（ｈ＋Δｈ）・ｖ ∴（ｈ＋Δｈ）／（Ｈ＋ΔＨ）＝Ｖ／ｖ ……(21) よって、

【０１０１】

【数２４】 Ｒj ＝｛（Ｈ＋ΔＨ）−（ｈ＋Δｈ）｝／（Ｈ＋ΔＨ） ＝１−（ｈ＋Δｈ）／（Ｈ＋ΔＨ） ＝１−Ｖ／ｖ となり、前記(18)式が導出される。

【０１０２】尚、この実施例においては、図２２に示す
手順によりＡＧＣ制御手段26において処理がされる。前
記の図14に示す実施例のステップ３〜５に変えて、この
実施例では、入側及び出側速度Ｖ，ｖを読み込み、この
値を用いて、実際の圧下率Ｒj を計算する点が前記実施
例とことなり、その他の手順は同じである。

【０１０３】前記実施例では、実際の圧下率の計算を、
入側及び出側板厚計5,6 の信号により求めているため、
特に出側において、圧延機4 直下の圧延材1 が出側板厚
計6まで到達するのに時間がかかり、検出が遅れると言
う問題がある。しかし、この実施例では、入側及び出側
の速度を用いるため、検出遅れが生じず、精度の良い制
御ができる。

【０１０４】尚、本発明は前記各実施例に限定されるも
のではない。

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば、圧下率を目標値に近づ
けることができるので、圧下率一定の制御ができ、従っ
て、圧延材の硬度を均一化できると共に、板厚一定の制
御もできるので、高品質の圧延が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の制御の処理手順を示すフローチャート
である。

【図３】本発明の作用説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。

【図５】図４の装置を用いた制御の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図６】図５のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】ステップＣの説明図である。

【図８】ステップ５のｔ1 ≧ｔ2 のときの説明図であ
る。

【図９】ステップ５のｔ1 ≧ｔ2 でないときの説明図で
ある。

【図１０】自動圧下率制御コントローラの詳細を示す構
成図である。

【図１１】自動圧下率一定の処理手順を示すフローチャ
トの前半部である。

【図１２】前記フローチャトの後半部である。

【図１３】自動圧下率制御コントローラの他の実施例を
示す構成図である。

【図１４】図１３に示す装置による自動圧下率一定の処
理手順を示すフローチャートのその１である。

【図１５】前記フローチャートの続きを示すフローチャ
ートのその２である。

【図１６】入側板厚偏差平均値を求めるサブルーチンを
示すフローチャートである。

【図１７】出側板厚偏差平均値を求めるサブルーチンを
示すフローチャートである。

【図１８】入側板厚偏差を示すグラフである。

【図１９】従来の方法を実施したときの出側板厚偏差を
示すグラフである。

【図２０】自動圧下率一定制御による出側板厚偏差を示
すグラフである。

【図２１】自動圧下率制御コントローラの他の実施例を
示す構成図である。

【図２２】図２１の装置によるの処理手順を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 圧延材 ４ 圧延機 ５ 入側板厚計 ６ 出側板厚計 ７ 入側速度検出計 ８ 制御装置 ９ 自動圧下率制御コントローラ １０ 自動板厚制御コントローラ １１ 切換手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧下率を一定にするよう圧下装置に所定
   の制御量を出力する自動圧下率制御コントローラと、 出側板厚を一定にするよう圧下装置に所定の制御量を出
   力する自動板厚制御コントローラと、 出側板厚が所定の公差内になると前記自動板厚制御コン
   トローラを「切」として自動圧下率制御コントローラを
   「入」とし、出側板厚が所定の公差外になると前記自動
   圧下率制御コントローラを「切」として自動板厚制御コ
   ントローラを「入」とする切換手段と、を具備したこと
   を特徴とする圧延機の自動板厚制御装置。
2. 【請求項２】 圧下率を一定にするよう圧下装置に所定
   の制御量を出力する自動圧下率制御コントローラと、 出側板厚を一定にするよう圧下装置に所定の制御量を出
   力する自動板厚制御コントローラと、 出側板厚が所定の公差外になることを予測して所定の公
   差内に入れるため、前記自動圧下率制御コントローラを
   「切」にし、出側板厚が所定の公差内に入ることが予測
   できる時は、前記自動板厚制御コントローラを「切」に
   しかつ前記自動圧下率制御コントローラを「入」にする
   切換手段と、を具備したことを特徴とする圧延機の自動
   板厚制御装置。