JPH0811245B2 - 連続圧延機のル−パ制御装置 - Google Patents
連続圧延機のル−パ制御装置Info
- Publication number
- JPH0811245B2 JPH0811245B2 JP62058564A JP5856487A JPH0811245B2 JP H0811245 B2 JPH0811245 B2 JP H0811245B2 JP 62058564 A JP62058564 A JP 62058564A JP 5856487 A JP5856487 A JP 5856487A JP H0811245 B2 JPH0811245 B2 JP H0811245B2
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- JP
- Japan
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- looper
- tension
- angle
- tension compensation
- control device
- 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.)
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Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/50—Tension control; Compression control by looper control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は連続圧延機に係り、とくにルーパ角度および
スタンド間張力の制御を行うためのルーパ制御装置に関
する。
スタンド間張力の制御を行うためのルーパ制御装置に関
する。
（従来の技術） 連続圧延機により板圧延を行なう場合、製品品質を評
価する重要な要素は、板厚や板幅、板クラウン量、板平
坦度などであるが、スタンド間張力値はこれらの要素に
及ぼす影響が大きいために、これをできる限り一定に保
つことが望ましい。このため、熱間連続圧延機では各圧
延スタンド間に設けられたルーパ機構によって張力値の
変化分を吸収するような制御が行なわれている。また、
圧延作業上、ルーパ動作角度の振れ幅を小さく抑えるこ
とも要求されるため、このルーパに隣接するスタンドの
ロール速度の修正も併せて行なわれている。
価する重要な要素は、板厚や板幅、板クラウン量、板平
坦度などであるが、スタンド間張力値はこれらの要素に
及ぼす影響が大きいために、これをできる限り一定に保
つことが望ましい。このため、熱間連続圧延機では各圧
延スタンド間に設けられたルーパ機構によって張力値の
変化分を吸収するような制御が行なわれている。また、
圧延作業上、ルーパ動作角度の振れ幅を小さく抑えるこ
とも要求されるため、このルーパに隣接するスタンドの
ロール速度の修正も併せて行なわれている。
ルーパ機構の基本的な構成とこれを制御する従来の制
御装置を第６図に示す。被圧延材101は圧延ロール102a
および102bを有する圧延スタンド102を通過した後、圧
延ロール103aおよび103bを有する圧延スタンド103へ進
行するが、この間でルーパ機構104と接触している。ル
ーパ機構104のルーパ角度θはルーパ角度検出器105によ
って検出され、ルーパ角度θに対応して常に目標張力値
を保持するようなルーパトルク量の演算が演算装置106
によって行われる。このようにして得られたルーパトル
ク量の発生に必要なルーパ駆動電動機108の電流目標値
が演算装置106から電流制御装置107に加えられ、この電
流制御装置107によってルーパ駆動電動機108が駆動され
る。
御装置を第６図に示す。被圧延材101は圧延ロール102a
および102bを有する圧延スタンド102を通過した後、圧
延ロール103aおよび103bを有する圧延スタンド103へ進
行するが、この間でルーパ機構104と接触している。ル
ーパ機構104のルーパ角度θはルーパ角度検出器105によ
って検出され、ルーパ角度θに対応して常に目標張力値
を保持するようなルーパトルク量の演算が演算装置106
によって行われる。このようにして得られたルーパトル
ク量の発生に必要なルーパ駆動電動機108の電流目標値
が演算装置106から電流制御装置107に加えられ、この電
流制御装置107によってルーパ駆動電動機108が駆動され
る。
一方、ルーパ角度検出器105の検出信号は演算装置109
にも加えられる。この演算装置109ではスタンド間張力
制御により上下したルーパ角度θを目標値に復帰させる
ため圧延ロール102a,102bを駆動するロール駆動電動機1
20に対する速度目標値の演算が行なわれる。この速度目
標値が演算装置109から速度制御装置110に加えられ、こ
の速度制御装置110によってロール駆動電動機120が駆動
される。
にも加えられる。この演算装置109ではスタンド間張力
制御により上下したルーパ角度θを目標値に復帰させる
ため圧延ロール102a,102bを駆動するロール駆動電動機1
20に対する速度目標値の演算が行なわれる。この速度目
標値が演算装置109から速度制御装置110に加えられ、こ
の速度制御装置110によってロール駆動電動機120が駆動
される。
第６図から分かるように従来のルーパ制御装置は、ス
タンド間張力制御とルーパ角度制御とを独立に行ない、
それら相互間の干渉を考慮していない。したがって、こ
のようなルーパ制御装置にあっては、ロール駆動電動機
120の速度修正によってスタンド間の材料長が変化し、
ルーパ駆動電動機108による張力制御が始まるが、一
方、これに追随するようにロール駆動電動機120による
ルーパ角度制御が行なわれるため、このルーパ角度制御
がスタンド間張力制御に対して逆効果をもたらし、変動
が大きくなったり、ひいては不安定になったりする場合
があるという欠点があった。
タンド間張力制御とルーパ角度制御とを独立に行ない、
それら相互間の干渉を考慮していない。したがって、こ
のようなルーパ制御装置にあっては、ロール駆動電動機
120の速度修正によってスタンド間の材料長が変化し、
ルーパ駆動電動機108による張力制御が始まるが、一
方、これに追随するようにロール駆動電動機120による
ルーパ角度制御が行なわれるため、このルーパ角度制御
がスタンド間張力制御に対して逆効果をもたらし、変動
が大きくなったり、ひいては不安定になったりする場合
があるという欠点があった。
また、この張力変動を小さく抑えるべくルーパ角度の
制御を行なうと、制御の応答を低下させなければなら
ず、時間的変化の速い外乱に追随することができないと
いう欠点があった。
制御を行なうと、制御の応答を低下させなければなら
ず、時間的変化の速い外乱に追随することができないと
いう欠点があった。
この問題点を解決する従来技術として例えば第７図に
示すルーパ制御装置がある。この従来技術においては、
ルーパ制御系を２入力・２出力の多変数制御系としてと
らえ、非線形なルーパ動特性モデルをある定常圧延状態
近傍で線形化することにより、ルーパ制御系の積分ゲイ
ンおよび比例ゲインを決定し、これらのゲインを用いて
主機速度目標値修正量とルーパ駆動電動機の速度基準値
を決定している。
示すルーパ制御装置がある。この従来技術においては、
ルーパ制御系を２入力・２出力の多変数制御系としてと
らえ、非線形なルーパ動特性モデルをある定常圧延状態
近傍で線形化することにより、ルーパ制御系の積分ゲイ
ンおよび比例ゲインを決定し、これらのゲインを用いて
主機速度目標値修正量とルーパ駆動電動機の速度基準値
を決定している。
第７図は、張力tfとルーパ角度θをそれぞれの目標値
であるtf RとθRに制御する従来技術によるルーパ制御装
置50の構成を示す制御ブロック図である。なお、第７図
は制御信号の流れを主体に示している。第７図におい
て、ルーパ駆動電動機用速度制御装置（以下「ルーパ速
度制御装置」（ルーパASR）という。）1Aはルーパ駆動
電動機（ルーパ電動機とも称す）２の速度NLを制御し、
ルーパ機械系３を駆動する。一方、主機速度制御装置
（主機ASR）４は圧延ロールを駆動する主機電動機５の
速度を所定の値に制御する。スタンド間張力発生機構６
は主機電動機５の速度から張力tfまでの伝達関数を表わ
すブロックであり、圧延機機械諸元や圧延材寸法等によ
り決まる。ブロック７のFTは張力tfをルーパ電動機負荷
電流に換算する係数であり、それは圧延材寸法、ルーパ
角度等で決まる。また、ブロック８のＦθはルーパ角度
の変化を主機電動機速度に換算する係数であり、圧延機
機械諸元、ルーパ角度等で決まる。このブロック7,8が
ルーパ角度θと張力tfの相互干渉を表わすブロックであ
る。
であるtf RとθRに制御する従来技術によるルーパ制御装
置50の構成を示す制御ブロック図である。なお、第７図
は制御信号の流れを主体に示している。第７図におい
て、ルーパ駆動電動機用速度制御装置（以下「ルーパ速
度制御装置」（ルーパASR）という。）1Aはルーパ駆動
電動機（ルーパ電動機とも称す）２の速度NLを制御し、
ルーパ機械系３を駆動する。一方、主機速度制御装置
（主機ASR）４は圧延ロールを駆動する主機電動機５の
速度を所定の値に制御する。スタンド間張力発生機構６
は主機電動機５の速度から張力tfまでの伝達関数を表わ
すブロックであり、圧延機機械諸元や圧延材寸法等によ
り決まる。ブロック７のFTは張力tfをルーパ電動機負荷
電流に換算する係数であり、それは圧延材寸法、ルーパ
角度等で決まる。また、ブロック８のＦθはルーパ角度
の変化を主機電動機速度に換算する係数であり、圧延機
機械諸元、ルーパ角度等で決まる。このブロック7,8が
ルーパ角度θと張力tfの相互干渉を表わすブロックであ
る。
以上の1A〜８のブロックは設備条件および圧延プロセ
スを表わすブロックであり、以下に従来技術によるルー
パ制御装置50の構成および作用を説明する。
スを表わすブロックであり、以下に従来技術によるルー
パ制御装置50の構成および作用を説明する。
ブロック9,10,11,12はメインコントローラのゲインを
表わすブロック、13,14は積分器、15,16は加算器、17〜
22は状態変数のフィードバックゲインを表わすブロック
である。ルーパ速度制御装置1Aに与えられるルーパ駆動
電動機速度基準（ルーパ速度基準とも称す）ΔNL Rは下
記（ａ）〜（ｃ）で示される各手段の出力値を加算する
ことによって得られる。
表わすブロック、13,14は積分器、15,16は加算器、17〜
22は状態変数のフィードバックゲインを表わすブロック
である。ルーパ速度制御装置1Aに与えられるルーパ駆動
電動機速度基準（ルーパ速度基準とも称す）ΔNL Rは下
記（ａ）〜（ｃ）で示される各手段の出力値を加算する
ことによって得られる。
（ａ）張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
積分ゲインK21（ブロック10）と積分器14による積分動
作と、張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
比例ゲインF4（ブロック20）による比例動作を行う手
段、 （ｂ）ルーパ角度検出値θとルーパ角度目標値θRとの
偏差について積分ゲインK22（ブロック12）と積分器14
による積分動作と、ルーパ角度検出値θとルーパ角度目
標値θRとの偏差について比例ゲインF5（ブロック21）
による比例動作を行う手段、および （ｃ）ルーパ電動機速度検出値NLについて比例ゲインF6
（ブロック22）による比例動作を行う手段、 の三種がそれである。
積分ゲインK21（ブロック10）と積分器14による積分動
作と、張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
比例ゲインF4（ブロック20）による比例動作を行う手
段、 （ｂ）ルーパ角度検出値θとルーパ角度目標値θRとの
偏差について積分ゲインK22（ブロック12）と積分器14
による積分動作と、ルーパ角度検出値θとルーパ角度目
標値θRとの偏差について比例ゲインF5（ブロック21）
による比例動作を行う手段、および （ｃ）ルーパ電動機速度検出値NLについて比例ゲインF6
（ブロック22）による比例動作を行う手段、 の三種がそれである。
一方、主機速度制御装置４に入力される速度基準値は
速度設定値NRと主機速度修正量ΔNRを加算することによ
り合成される。ここで主機速度修正量ΔNRは次の（ｄ）
〜（ｆ）で示される各手段の出力値を加算することによ
り得られる。
速度設定値NRと主機速度修正量ΔNRを加算することによ
り合成される。ここで主機速度修正量ΔNRは次の（ｄ）
〜（ｆ）で示される各手段の出力値を加算することによ
り得られる。
（ｄ）張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
積分ゲインK11（ブロック９）と積分器13による積分動
作と、張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
比例ゲインF1（ブロック17）による比例動作を行う手
段、 （ｅ）ルーパ角度検出値θとルーパ角度目標値θRとの
偏差について積分ゲインK12（ブロック11）と積分器13
による積分動作と、ルーパ角度検出値θとルーパ角度目
標値θRとの偏差について比例ゲインF2（ブロック18）
による比例動作を行う手段、 （ｆ）ルーパ電動機速度検出値NLについて比例ゲインF3
（ブロック19）による比例動作を行う手段、 の三種がそれである。
積分ゲインK11（ブロック９）と積分器13による積分動
作と、張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
比例ゲインF1（ブロック17）による比例動作を行う手
段、 （ｅ）ルーパ角度検出値θとルーパ角度目標値θRとの
偏差について積分ゲインK12（ブロック11）と積分器13
による積分動作と、ルーパ角度検出値θとルーパ角度目
標値θRとの偏差について比例ゲインF2（ブロック18）
による比例動作を行う手段、 （ｆ）ルーパ電動機速度検出値NLについて比例ゲインF3
（ブロック19）による比例動作を行う手段、 の三種がそれである。
次に、上述のように構成した従来技術によるルーパ制
御装置50の作用を説明する。
御装置50の作用を説明する。
連続圧延機のルーパ特性モデルは非線形モデルである
が、これをある定常状態の近傍でテーラー展開すること
により、線形状態方程式の形で表現すると（１）式およ
び（２）式のようになる。
が、これをある定常状態の近傍でテーラー展開すること
により、線形状態方程式の形で表現すると（１）式およ
び（２）式のようになる。
＝Ａ・Ｘ＋Ｂ・Ｕ＋Ｗ …（１） Ｙ＝Ｃ・Ｘ …（２） ただし、は時間微分dx/dtを意味する。X,UおよびＹ
は各々（３）式，（４）式，（５）式で示されるベクト
ル、Ｗは３次元外乱ベクトルである。また、A,B,Cはそ
れぞれ３×3,3×2,2×３の定数行列である。
は各々（３）式，（４）式，（５）式で示されるベクト
ル、Ｗは３次元外乱ベクトルである。また、A,B,Cはそ
れぞれ３×3,3×2,2×３の定数行列である。
Ｘ＝〔Δtf，Δθ，NL〕T （状態ベクトル）……（３） Ｕ＝〔ΔNR，▲ΔＮR L▼〕T （操作ベクトル）……（４） Ｙ＝〔Δtf，Δθ〕T （出力ベクトル）……（５） ここで記号Ｔはベクトルの転置を表わす。
ルーパ制御の制御目的は、スタンド間張力の目標値か
らの偏差Δtfと、ルーパ角度の目標値からの偏差Δθを
極力小さく抑えることにある。このような目的を達成す
るためには、ある二次形式評価関数を最小にするという
意味での積分形最適レギュレータが有効である。したが
って、（６）式に示すように操作ベクトルＵを構成すれ
ばよい。
らの偏差Δtfと、ルーパ角度の目標値からの偏差Δθを
極力小さく抑えることにある。このような目的を達成す
るためには、ある二次形式評価関数を最小にするという
意味での積分形最適レギュレータが有効である。したが
って、（６）式に示すように操作ベクトルＵを構成すれ
ばよい。
ここで、Ｒは２×２対角正定行列、YRは出力ベクトルＹ
の目標値ベクトル、X0は状態ベクトルＸの初期値ベクト
ル、U0は操作ベクトルＵの初期値ベクトルである。
の目標値ベクトル、X0は状態ベクトルＸの初期値ベクト
ル、U0は操作ベクトルＵの初期値ベクトルである。
また、P21,P22は次式 Ｐ＋TＰ−ＰR-1 TＰ＋Ｑ＝０ …（７） で示されるRiccati型の方程式の準正定解５×５行列Ｐ
の部分行列であり、ＰとP21,P22との関係は、 である。なお、（７）式中，は各々（９）式，（1
0）式で与えられる５×5,5×２の定数行列であり、Ｑは
５次元対角準正定行列である。
の部分行列であり、ＰとP21,P22との関係は、 である。なお、（７）式中，は各々（９）式，（1
0）式で与えられる５×5,5×２の定数行列であり、Ｑは
５次元対角準正定行列である。
以上の検討結果から、主機速度制御装置４に対する主
機速度目標値修正量ΔNRとルーパ速度制御装置1Aに対す
るルーパ速度基準▲ΔＮR L▼から構成される操作ベクト
ルＵ＝〔ΔNR，▲ΔＮR L▼〕Tを（６）式に従って決定
すればよいことになる。
機速度目標値修正量ΔNRとルーパ速度制御装置1Aに対す
るルーパ速度基準▲ΔＮR L▼から構成される操作ベクト
ルＵ＝〔ΔNR，▲ΔＮR L▼〕Tを（６）式に従って決定
すればよいことになる。
（６）式で置換 を行ない、（６）式を具体的に書き下すと（13）式を得
る。
る。
ただしΔN0およびΔNL 0はそれぞれΔNR，ΔNL Rの初期
値を表わす。
値を表わす。
（13）式に従って主機速度修正量ΔNRおよびルーパ速
度基準ΔNL Rが決定され、それらに追従するように主機
電動機５の回転速度およびルーパ駆動電動機２の回転速
度が修正される。
度基準ΔNL Rが決定され、それらに追従するように主機
電動機５の回転速度およびルーパ駆動電動機２の回転速
度が修正される。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のルーパ制御装置50では急激な圧下の絞込み等で
スタンド間の張力が減少し無張力状態となってもルーパ
が被圧延材に追随せず、製品の板厚精度や板幅精度など
の製品品質が低下し、最悪の場合にはミスロールとなる
場合もあった。
スタンド間の張力が減少し無張力状態となってもルーパ
が被圧延材に追随せず、製品の板厚精度や板幅精度など
の製品品質が低下し、最悪の場合にはミスロールとなる
場合もあった。
この理由は被圧延材がスタンド間にループを形成して
しまうと張力が零となるためループ形成時点以降は検出
張力と目標張力との偏差が変化しなくなることによる。
すなわち第７図に示す従来のルーパ制御装置50は非線形
なプロセスモデルを定常状態近傍で線形化した状態方程
式により最適な制御ゲインK11,K12,K21,K22およびF1〜F
6を設定するものであるため、ひとたび被圧延材がルー
プを形成するような非線形な状態となればもはや正しい
動作は行われない。
しまうと張力が零となるためループ形成時点以降は検出
張力と目標張力との偏差が変化しなくなることによる。
すなわち第７図に示す従来のルーパ制御装置50は非線形
なプロセスモデルを定常状態近傍で線形化した状態方程
式により最適な制御ゲインK11,K12,K21,K22およびF1〜F
6を設定するものであるため、ひとたび被圧延材がルー
プを形成するような非線形な状態となればもはや正しい
動作は行われない。
一方、過大な張力が発生した場合には被圧延材が破断
しない張力範囲で検出張力と目標張力との偏差が線形変
化するため、第７図の従来の制御装置50によってすみや
かに過大張力を除去することができる。
しない張力範囲で検出張力と目標張力との偏差が線形変
化するため、第７図の従来の制御装置50によってすみや
かに過大張力を除去することができる。
このように従来のルーパ制御装置50では圧延中に無張
力状態となった場合に、この無張力状態から通常の圧延
状態に戻す能力が劣るため、製品品質や操業安定性が損
なわれるという欠点があった。
力状態となった場合に、この無張力状態から通常の圧延
状態に戻す能力が劣るため、製品品質や操業安定性が損
なわれるという欠点があった。
本発明は圧延中に急激な張力低下が生じても被圧延材
の製品の品質低下を防止し、かつ操業安定性を向上させ
得る連続圧延機のルーパ制御装置を提供することを目的
とする。
の製品の品質低下を防止し、かつ操業安定性を向上させ
得る連続圧延機のルーパ制御装置を提供することを目的
とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明による連続圧延機のルーパ制御装置は圧延スタ
ンド間における被圧延材の張力の検出値が予め設定した
張力補償開始張力以下になったときに張力補償開始指令
信号を発し、かつこの張力補償開始指令信号の発信中に
ルーパ機構の動作角度の検出値が予め設定した張力補償
終了角度以下になったときに張力補償終了指令信号を発
する張力補償指令発生手段と、張力補償開始指令信号に
基づいて積分動作要素および比例動作要素のゲインを予
め設定したそれぞれの張力補償ゲインに変更し、この変
更されたゲインを張力補償終了指令信号に基づいて元の
値に戻す制御ゲイン変更手段とを設けたことを特徴とす
る。
ンド間における被圧延材の張力の検出値が予め設定した
張力補償開始張力以下になったときに張力補償開始指令
信号を発し、かつこの張力補償開始指令信号の発信中に
ルーパ機構の動作角度の検出値が予め設定した張力補償
終了角度以下になったときに張力補償終了指令信号を発
する張力補償指令発生手段と、張力補償開始指令信号に
基づいて積分動作要素および比例動作要素のゲインを予
め設定したそれぞれの張力補償ゲインに変更し、この変
更されたゲインを張力補償終了指令信号に基づいて元の
値に戻す制御ゲイン変更手段とを設けたことを特徴とす
る。
（作用） このように構成することにより、圧延中に張力検出値
が張力補償開始張力以下になると張力補償指令発生手段
から張力補償開始指令信号が制御ゲイン変更手段に発信
される。すると、ルーパ制御系の積分動作要素および比
例動作要素のゲインが制御ゲイン変更手段によってそれ
ぞれの張力補償ゲインに変更され、張力が補償される。
そしてこのとき、ルーパ機構の動作角度の検出値が張力
補償終了角度以下になると張力補償指令発生手段から張
力補償終了指令信号が制御ゲイン変更手段に発信され
る。すると変更されたゲインが制御ゲイン変更手段によ
って元の値に戻され、通常のルーパ制御が行われる。
が張力補償開始張力以下になると張力補償指令発生手段
から張力補償開始指令信号が制御ゲイン変更手段に発信
される。すると、ルーパ制御系の積分動作要素および比
例動作要素のゲインが制御ゲイン変更手段によってそれ
ぞれの張力補償ゲインに変更され、張力が補償される。
そしてこのとき、ルーパ機構の動作角度の検出値が張力
補償終了角度以下になると張力補償指令発生手段から張
力補償終了指令信号が制御ゲイン変更手段に発信され
る。すると変更されたゲインが制御ゲイン変更手段によ
って元の値に戻され、通常のルーパ制御が行われる。
これにより本発明によれば圧延中に急激な張力低下が
生じても被圧延材の製品の品質低下を防止することがで
きるとともに操業安定性を向上させることができること
となる。
生じても被圧延材の製品の品質低下を防止することがで
きるとともに操業安定性を向上させることができること
となる。
（実施例） 実施例1: 第１図に本発明による連続圧延機のルーパ制御装置の
一実施例の構成をブロックで示す。第１図においてブロ
ック1A〜22は第６図のものと同一であって従来の技術の
項で説明済のため個々の説明は省略する。この実施例の
ルーパ制御装置30は第７図に示した従来の制御装置50に
制御ゲイン変更装置23と張力補償指令発生装置24とを新
たに設けたものである。被圧延材の検出張力tfとルーパ
検出角度θとに基づいて張力補償指令発生装置24によっ
て張力補償指令（開始または終了指令信号）が制御ゲイ
ン変更装置23に発せられる。この張力補償指令に基づい
て制御ゲイン変更装置23によって張力補償指令が開始指
令信号の場合にはブロック９〜12の積分ゲインK11,K12,
K21,K22およびブロック17〜22の比例ゲインF1〜F6を予
め設定している張力補償ゲインに変更し、張力補償指令
が終了指令信号の場合は変更されたゲインを元の値に戻
す。
一実施例の構成をブロックで示す。第１図においてブロ
ック1A〜22は第６図のものと同一であって従来の技術の
項で説明済のため個々の説明は省略する。この実施例の
ルーパ制御装置30は第７図に示した従来の制御装置50に
制御ゲイン変更装置23と張力補償指令発生装置24とを新
たに設けたものである。被圧延材の検出張力tfとルーパ
検出角度θとに基づいて張力補償指令発生装置24によっ
て張力補償指令（開始または終了指令信号）が制御ゲイ
ン変更装置23に発せられる。この張力補償指令に基づい
て制御ゲイン変更装置23によって張力補償指令が開始指
令信号の場合にはブロック９〜12の積分ゲインK11,K12,
K21,K22およびブロック17〜22の比例ゲインF1〜F6を予
め設定している張力補償ゲインに変更し、張力補償指令
が終了指令信号の場合は変更されたゲインを元の値に戻
す。
第１図に示されたルーパ制御装置30の作用を第２図を
用いて説明する。第２図（ａ）は被圧延材の張力tfの時
間に対する変化の様子を示したグラフであり、tf Rは目
標張力、tfminは予め設定した張力補償開始張力を示し
ている。第２図（ｂ）はルーパ角度θの時間に対する変
化の様子を示したグラフであり、θRは目標角度、θend
は予め設定した張力補償終了角度を示している（この図
ではθRとθendは同じ値としている）。第２図（ｃ）〜
（ｆ）はそれぞれ積分ゲインK11,K12,K21,K22の絶対値
の時間に対する変化の様子を示したグラフであり、第２
図（ｇ）〜（ｌ）はそれぞれ比例ゲインF1〜F6の絶対値
の時間に対する変化の様子を示したグラフである。なお
これらの（ａ）〜（ｌ）までのグラフは時間の推移を示
す同一の横軸に対して表現されている。この横軸上のタ
イミングT1は上流スタンドに被圧延材が噛込まれた時点
を示し、タイミングT2は下流スタンドに被圧延材が噛込
まれた時点を示す。このタイミングT2で被圧延材に張力
が発生し、これ以後ルーパ制御装置30により張力および
ルーパ角度がそれぞれの目標値tf R，θRに制御される。
タイミングT3は何らかの原因により被圧延材の張力が低
下し、予め設定した張力補償開始張力tfmin以下になっ
た時点を示す。このT3時点で張力補償指令発生装置24か
ら張力補償開始指令信号が制御ゲイン変更装置23に送ら
れ、積分ゲインK11,K12,K21,K22および比例ゲインF1〜F
6が予め設定されたそれぞれの張力補償ゲインに変更さ
れる。タイミングT4はルーパ角度が予め設定した張力補
償終了角度θend以下になった時点を示す。この時点T4
で張力補償指令発生装置24から張力補償終了指令信号が
制御ゲイン変更装置23に送られ、積分動作要素および比
例動作要素のゲインが張力補償ゲインから元の値に戻さ
れる。
用いて説明する。第２図（ａ）は被圧延材の張力tfの時
間に対する変化の様子を示したグラフであり、tf Rは目
標張力、tfminは予め設定した張力補償開始張力を示し
ている。第２図（ｂ）はルーパ角度θの時間に対する変
化の様子を示したグラフであり、θRは目標角度、θend
は予め設定した張力補償終了角度を示している（この図
ではθRとθendは同じ値としている）。第２図（ｃ）〜
（ｆ）はそれぞれ積分ゲインK11,K12,K21,K22の絶対値
の時間に対する変化の様子を示したグラフであり、第２
図（ｇ）〜（ｌ）はそれぞれ比例ゲインF1〜F6の絶対値
の時間に対する変化の様子を示したグラフである。なお
これらの（ａ）〜（ｌ）までのグラフは時間の推移を示
す同一の横軸に対して表現されている。この横軸上のタ
イミングT1は上流スタンドに被圧延材が噛込まれた時点
を示し、タイミングT2は下流スタンドに被圧延材が噛込
まれた時点を示す。このタイミングT2で被圧延材に張力
が発生し、これ以後ルーパ制御装置30により張力および
ルーパ角度がそれぞれの目標値tf R，θRに制御される。
タイミングT3は何らかの原因により被圧延材の張力が低
下し、予め設定した張力補償開始張力tfmin以下になっ
た時点を示す。このT3時点で張力補償指令発生装置24か
ら張力補償開始指令信号が制御ゲイン変更装置23に送ら
れ、積分ゲインK11,K12,K21,K22および比例ゲインF1〜F
6が予め設定されたそれぞれの張力補償ゲインに変更さ
れる。タイミングT4はルーパ角度が予め設定した張力補
償終了角度θend以下になった時点を示す。この時点T4
で張力補償指令発生装置24から張力補償終了指令信号が
制御ゲイン変更装置23に送られ、積分動作要素および比
例動作要素のゲインが張力補償ゲインから元の値に戻さ
れる。
ここで張力補償ゲインは例えば次のようにして決定す
ることができる。（７）式の重み行列Ｒ、Ｑを変更し、
極端にルーパを振らせて張力変動を除去するようなゲイ
ンを計算する（通常圧延状態でこのようなゲインを設定
するとルーパがパスライン以下に下がったり、機械的な
上下限に達する場合があり、操業安定性が損われ
る。）。
ることができる。（７）式の重み行列Ｒ、Ｑを変更し、
極端にルーパを振らせて張力変動を除去するようなゲイ
ンを計算する（通常圧延状態でこのようなゲインを設定
するとルーパがパスライン以下に下がったり、機械的な
上下限に達する場合があり、操業安定性が損われ
る。）。
次に第１図に示す本発明によるルーパ制御装置30の効
果を第３図および第４図を用いて説明する。第３図は張
力補償を行わない従来のルーパ制御装置によって制御さ
れた張力tfおよびルーパ角度θが時間に対して変化する
様子を示したグラフである。タイミングT1で上流スタン
ドに被圧延材が噛込まれ、タイミングT2で下流スタンド
に被圧延材が噛込まれる。すると張力tfが発生しルーパ
機構の制御が行われ、張力tfおよびルーパ角度θがそれ
ぞれの目標値tf RおよびθRとなるように制御される。タ
イミングT3で何んらかの原因で急激に張力が低下して無
張力状態となるとルーパ角度θは目標角度θRよりΔθ
だけ上がる。そしてこの無張力状態はタイミングT5まで
続くがルーパ角度はΔθだけ上がったままとなる。
果を第３図および第４図を用いて説明する。第３図は張
力補償を行わない従来のルーパ制御装置によって制御さ
れた張力tfおよびルーパ角度θが時間に対して変化する
様子を示したグラフである。タイミングT1で上流スタン
ドに被圧延材が噛込まれ、タイミングT2で下流スタンド
に被圧延材が噛込まれる。すると張力tfが発生しルーパ
機構の制御が行われ、張力tfおよびルーパ角度θがそれ
ぞれの目標値tf RおよびθRとなるように制御される。タ
イミングT3で何んらかの原因で急激に張力が低下して無
張力状態となるとルーパ角度θは目標角度θRよりΔθ
だけ上がる。そしてこの無張力状態はタイミングT5まで
続くがルーパ角度はΔθだけ上がったままとなる。
この無張力状態において第７図の積分器14の入力ｄΔ
NL R/dtは ｄΔNL R/dt＝K21・tf R−K22Δθ …（14） は零である。つまりルーパ角度θは から求められる値Δθだけ上がった状態となる。
NL R/dtは ｄΔNL R/dt＝K21・tf R−K22Δθ …（14） は零である。つまりルーパ角度θは から求められる値Δθだけ上がった状態となる。
一方、第４図は張力補償を行う本発明によるルーパ制
御装置30によって制御された張力tfおよびルーパ角度θ
が時間に対して変化する様子を示したグラフである。タ
イミングT1〜T3までは第３図と同様のグラフとなるが、
タイミングT3で張力tfが張力補償開始張力tfmin以下に
なると積分動作要素および比例動作要素のゲインが張力
補償ゲインに変更されるため無張力状態にはならず急速
に張力tfが目標値tf Rに戻ってくる。そして積分ゲインK
21の効果で徐々にルーパ角度θが目標角度θRに戻り、
タイミングT4でルーパ角度θが張力補償終了角度θend
以下になると張力補償が終了し、張力tfおよびルーパ角
度θがそれぞれの目標値tf RおよびθR近傍に制御され
る。
御装置30によって制御された張力tfおよびルーパ角度θ
が時間に対して変化する様子を示したグラフである。タ
イミングT1〜T3までは第３図と同様のグラフとなるが、
タイミングT3で張力tfが張力補償開始張力tfmin以下に
なると積分動作要素および比例動作要素のゲインが張力
補償ゲインに変更されるため無張力状態にはならず急速
に張力tfが目標値tf Rに戻ってくる。そして積分ゲインK
21の効果で徐々にルーパ角度θが目標角度θRに戻り、
タイミングT4でルーパ角度θが張力補償終了角度θend
以下になると張力補償が終了し、張力tfおよびルーパ角
度θがそれぞれの目標値tf RおよびθR近傍に制御され
る。
実施例１によれば圧延中に急激に張力tfが低下しても
積分動作要素および比例動作要素のゲインを張力補償ゲ
インに変更することにより張力の補償を行うことがで
き、これにより被圧延材の製品の品質低下を防止するこ
とができ、かつ操業安定性を向上させることができる。
積分動作要素および比例動作要素のゲインを張力補償ゲ
インに変更することにより張力の補償を行うことがで
き、これにより被圧延材の製品の品質低下を防止するこ
とができ、かつ操業安定性を向上させることができる。
実施例2: 第５図はルーパ駆動電動機２の制御装置として、ルー
パ駆動電動機２の電機子電流ILを制御する電流制御装置
（ACR）1Bを採用したシステムに対する本発明の実施例
を示すものである。この実施例の第１図の実施例との違
いは、電流制御装置1Bに入力される信号がルーパ電流修
正量ΔIL Rとなることである。すなわち、ルーパ電流制
御装置1Bに入力されるルーパ電流基準値は、内部でルー
パ電流設定値IL Rとルーパ電流修正量ΔIL Rを加算するこ
とにより合成される。そして、ルーパ電流修正量ΔIL R
は次の（ｇ）〜（ｉ）で示される各手段の出力値を加算
することにより合成される。
パ駆動電動機２の電機子電流ILを制御する電流制御装置
（ACR）1Bを採用したシステムに対する本発明の実施例
を示すものである。この実施例の第１図の実施例との違
いは、電流制御装置1Bに入力される信号がルーパ電流修
正量ΔIL Rとなることである。すなわち、ルーパ電流制
御装置1Bに入力されるルーパ電流基準値は、内部でルー
パ電流設定値IL Rとルーパ電流修正量ΔIL Rを加算するこ
とにより合成される。そして、ルーパ電流修正量ΔIL R
は次の（ｇ）〜（ｉ）で示される各手段の出力値を加算
することにより合成される。
（ｇ）張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
積分ゲインK21（ブロック10）と積分器14による積分動
作と、張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
比例ゲインF4（ブロック20）による比例動作を行う手
段、 （ｈ）ルーパ角度検出値θとルーパ角度目標値θRとの
偏差について積分ゲインK22（ブロック12）と積分器14
による積分動作と、ルーパ角度検出値θとルーパ角度目
標値θRとの偏差について比例ゲインF5（ブロック21）
による比例動作を行う手段、 （ｉ）ルーパ電動機速度検出値NLについて比例ゲインF6
（ブロック22）による比例動作を行う手段、 の三つがそれである。
積分ゲインK21（ブロック10）と積分器14による積分動
作と、張力検出値tfと張力目標値tf Rとの偏差について
比例ゲインF4（ブロック20）による比例動作を行う手
段、 （ｈ）ルーパ角度検出値θとルーパ角度目標値θRとの
偏差について積分ゲインK22（ブロック12）と積分器14
による積分動作と、ルーパ角度検出値θとルーパ角度目
標値θRとの偏差について比例ゲインF5（ブロック21）
による比例動作を行う手段、 （ｉ）ルーパ電動機速度検出値NLについて比例ゲインF6
（ブロック22）による比例動作を行う手段、 の三つがそれである。
主機電動機５の速度修正量ΔNRの算出については、第
１図の実施例と同様であるので、ここでは説明を省略す
る。この実施例の作用における第１図の実施例との違い
は、（４）式の操作ベクトルＵが（16）式となることで
ある。
１図の実施例と同様であるので、ここでは説明を省略す
る。この実施例の作用における第１図の実施例との違い
は、（４）式の操作ベクトルＵが（16）式となることで
ある。
Ｕ＝［ΔNR、ΔIL R］T …（16） さらに具体的に表わした前述の（13）式は次の（17）
式で置き換えられる。
式で置き換えられる。
ただし、ΔIL 0はΔIL Rの初期値を表わす。
この実施例12のようにルーパ制御装置40からルーパAC
R（1B）に送信される信号がルーパ電流修正量ΔIL Rであ
っても、急激な張力低下が生じた場合は実施例１と同様
にして、張力補償指令発生装置24および制御ゲイン変更
装置23によって積分動作要素および比例動作要素のゲイ
ンを張力補償ゲインに変更することができる。これによ
り被圧延材の製品の品質低下を防止することができ、か
つ操業安定性を向上させることができる。
R（1B）に送信される信号がルーパ電流修正量ΔIL Rであ
っても、急激な張力低下が生じた場合は実施例１と同様
にして、張力補償指令発生装置24および制御ゲイン変更
装置23によって積分動作要素および比例動作要素のゲイ
ンを張力補償ゲインに変更することができる。これによ
り被圧延材の製品の品質低下を防止することができ、か
つ操業安定性を向上させることができる。
なお、張力補償指令発生装置24は張力補償開始の判断
に検出張力tfを使用しているが、これを検出張力tfと目
標張力tf Rとの偏差としても同様の効果が得られる。ま
た張力補償終了の判断に検出ルーパ角度を使用している
が、これを検出角度と目標角度との偏差としても同様の
効果が得られる。
に検出張力tfを使用しているが、これを検出張力tfと目
標張力tf Rとの偏差としても同様の効果が得られる。ま
た張力補償終了の判断に検出ルーパ角度を使用している
が、これを検出角度と目標角度との偏差としても同様の
効果が得られる。
さらに、張力補償終了の判断を「検出張力又は張力偏
差が予め設定した値以上」としても、上述の実施例の装
置より性能は劣るが、同様な効果を得ることができる。
差が予め設定した値以上」としても、上述の実施例の装
置より性能は劣るが、同様な効果を得ることができる。
本発明によれば圧延中に急激な張力低下が生じても積
分動作要素および比例動作要素のゲインをそれぞれの張
力補償ゲインに変更することにより張力補償を行うこと
ができ、これにより製品の品質低下を防止することがで
きるとともに操業の安定性を一層向上させることができ
る。
分動作要素および比例動作要素のゲインをそれぞれの張
力補償ゲインに変更することにより張力補償を行うこと
ができ、これにより製品の品質低下を防止することがで
きるとともに操業の安定性を一層向上させることができ
る。
第１図は本発明によるルーパ制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図、第２図は張力、ルーパ角度、積分ゲ
インおよび比例ゲインの時間に対する変化の様子を示し
たグラフ、第３図は従来のルーパ制御装置によって制御
された張力およびルーパ角度が時間に対して変化する様
子を示したグラフ、第４図は本発明によるルーパ制御装
置によって制御された張力およびルーパ角度が時間に対
して変化する様子を示したグラフ、第５図は本発明によ
るルーパ制御装置の他の実施例の構成を示すブロック
図、第６図はルーパ機構とこれを制御する従来の制御装
置を示すブロック図、第７図は従来のルーパ制御装置の
構成を示すブロック図である。 1A……ルーパ駆動電動機速度制御装置、1B……ルーパ駆
動電動機電流制御装置、２……ルーパ駆動電動機、３…
…ルーパ機械系、４……主機速度制御装置、５……主機
電動機、６……スタンド間張力発生機構、７……スタン
ド間張力をルーパ電動機負荷電流に換算する係数、８…
…ルーパ角度変化を主機電動機速度に換算する係数、９
〜12……積分ゲイン、13,14……積分器、15,16……加算
機、17〜22……比例ゲイン、23……制御ゲイン変更装
置、24……張力補償指令発生装置、30……ルーパ制御装
置、tf……検出張力、θ……ルーパ検出角度、tf R……
目標張力、θR……目標角度、ΔNR……主機速度目標値
修正量、ΔNL R……ルーパ速度基準。
を示すブロック図、第２図は張力、ルーパ角度、積分ゲ
インおよび比例ゲインの時間に対する変化の様子を示し
たグラフ、第３図は従来のルーパ制御装置によって制御
された張力およびルーパ角度が時間に対して変化する様
子を示したグラフ、第４図は本発明によるルーパ制御装
置によって制御された張力およびルーパ角度が時間に対
して変化する様子を示したグラフ、第５図は本発明によ
るルーパ制御装置の他の実施例の構成を示すブロック
図、第６図はルーパ機構とこれを制御する従来の制御装
置を示すブロック図、第７図は従来のルーパ制御装置の
構成を示すブロック図である。 1A……ルーパ駆動電動機速度制御装置、1B……ルーパ駆
動電動機電流制御装置、２……ルーパ駆動電動機、３…
…ルーパ機械系、４……主機速度制御装置、５……主機
電動機、６……スタンド間張力発生機構、７……スタン
ド間張力をルーパ電動機負荷電流に換算する係数、８…
…ルーパ角度変化を主機電動機速度に換算する係数、９
〜12……積分ゲイン、13,14……積分器、15,16……加算
機、17〜22……比例ゲイン、23……制御ゲイン変更装
置、24……張力補償指令発生装置、30……ルーパ制御装
置、tf……検出張力、θ……ルーパ検出角度、tf R……
目標張力、θR……目標角度、ΔNR……主機速度目標値
修正量、ΔNL R……ルーパ速度基準。
フロントページの続き (72)発明者 辻 勇一 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 上野 伸二 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭54−16357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−50955（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】比例動作要素および積分動作要素を有し、
タンデムに配置された圧延スタンド間の被圧延材の張力
の検出値と目標値との偏差および前記圧延スタンド間に
設けられたルーパ機構の動作角度の検出値と目標値との
偏差ならびに前記ルーパ機構を駆動するルーパ駆動電動
機の回転速度の検出値に基づいて前記圧延スタンド間の
被圧延材に作用する張力および前記ルーパ機構の動作角
度がそれぞれの目標値となるように制御する連続圧延機
のルーパ制御装置において、 前記圧延スタンド間における被圧延材の張力の検出値が
予め設定した張力補償開始張力以下になったときに張力
補償開始指令信号を発し、かつこの張力補償開始指令信
号の発信中に前記ルーパ機構の動作角度の検出値が予め
設定した張力補償終了角度以下になったときに張力補償
終了指令信号を発する張力補償指令発生手段と、前記張
力補償開始指令信号に基づいて前記積分動作要素および
比例動作要素のゲインを予め設定したそれぞれの張力補
償ゲインに変更し、この変更されたゲインを前記張力補
償終了指令信号に基づいて元の値に戻す制御ゲイン変更
手段とを設けたことを特徴とする連続圧延機のルーパ制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058564A JPH0811245B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 連続圧延機のル−パ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058564A JPH0811245B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 連続圧延機のル−パ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224809A JPS63224809A (ja) | 1988-09-19 |
| JPH0811245B2 true JPH0811245B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=13087944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058564A Expired - Lifetime JPH0811245B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 連続圧延機のル−パ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811245B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02207910A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Toshiba Corp | 連続圧延機のルーパ制御装置 |
| JP5626092B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2014-11-19 | 新日鐵住金株式会社 | 制振制御装置、制振制御方法およびコンピュータプログラム |
| KR101460444B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2014-11-10 | 엘에스산전 주식회사 | 유도 전동기 벡터 제어장치 |
| CN113020285B (zh) * | 2021-02-25 | 2023-08-15 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种活套变增益的控制方法及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250955A (en) * | 1975-10-22 | 1977-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | Gain compensation method of loop quantity control for looper |
| JPS5416357A (en) * | 1977-07-08 | 1979-02-06 | Hitachi Ltd | Looper controller |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP62058564A patent/JPH0811245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63224809A (ja) | 1988-09-19 |
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