JPH09136108A - Controller for hot tandem mill - Google Patents

Controller for hot tandem mill

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JPH09136108A
JPH09136108A JP7292879A JP29287995A JPH09136108A JP H09136108 A JPH09136108 A JP H09136108A JP 7292879 A JP7292879 A JP 7292879A JP 29287995 A JP29287995 A JP 29287995A JP H09136108 A JPH09136108 A JP H09136108A
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looper
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tension
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rolled material
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成 宏 幸 今
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for hot tandem mills capable of highly accurately and stably controlling a looper when the height of the looper arranged between respective stands of a tandem mill and the interstand tension of a rolled stock are controlled. SOLUTION: This controller is provided with a main current reference generating means 13 for calculating main looper current reference Iref1 such as balances the sum of the torque which is received with the looper from the rolled stock torque received from the tension of the rolled stock and torque caused by the gravity of the looper with a looper current reference generator 12 for controlling the tension of the rolled stock by calculating command value Tref of a looper current based on the target value tfref of tension and a detected value θ of looper height and setting this command value Iref of the looper current to a looper current controller 9 of a looper motor 8, and an auxiliary current reference generating means 14 for calculating an auxiliary looper current reference ICOM such as to balances torque necessary to accelerate and decelerate the looper. By the auxiliary current reference generating means 14, the auxiliary looper current reference ICOM obtained by adding either one or plural necessary conditions among the changes of the cross-sectional area of the rolled stock, the ascending speed of the looper and command value of speed is calculated.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タンデム熱間圧延
機の各スタンド間に配置されたルーパの高さと圧延材の
スタンド間張力を制御するタンデム熱間圧延機の制御装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a tandem hot rolling mill, which controls the height of a looper disposed between stands of a tandem hot rolling mill and the tension between stands of a rolled material.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱間圧延や冷間圧延における最終製品の
評価基準の一部に板厚及び板幅があり、圧延中の材料に
かかる張力は板厚や板幅に影響するため、張力をある値
に保つ制御が行われている。とくに、熱間圧延における
圧延材料は加熱処理されて高温となり、その変形抵抗が
小さくなっており、張力が大きいと破断を起こし易くな
る。この破断を防止するべく張力を小さく設定すると外
乱や誤設定により無張力となることがあり、その状態が
長く続くと圧延機スタンド間で大きなループが発生して
事故を引き起こすことがある。そこで、熱間圧延ではと
くにルーパ装置を設け、スタンド間にループが発生する
ことを防止すると同時に、スタンド間の圧延材の張力制
御を行うほか、材料の通板性を良くする観点からルーパ
の高さ制御も行っている。
2. Description of the Related Art Plate thickness and plate width are part of the evaluation criteria for final products in hot rolling and cold rolling, and the tension applied to the material during rolling affects the plate thickness and plate width. Control to keep a certain value is being performed. In particular, the rolled material in hot rolling is heated to a high temperature, its deformation resistance is small, and if the tension is large, it tends to break. If the tension is set low to prevent this breakage, the tension may become zero due to disturbance or erroneous setting, and if this state continues for a long time, a large loop may occur between the rolling mill stands to cause an accident. Therefore, in hot rolling, in particular, a looper device is installed to prevent loops from being generated between stands, and at the same time the tension of the rolled material between the stands is controlled, and the looper height is increased from the viewpoint of improving the material threadability. It also controls.

【0003】このような、圧延材張力及びルーパ高さの
制御において、圧延材張力からルーパ高さへの干渉とル
ーパの回転速度から張力への干渉とがある。従来からの
張力制御には、それらの干渉を抑えることなくPID制
御によりルーパ高さを制御する方法がある。このルーパ
高さのPID制御において、ルーパがルーパ自体の重
さ、圧延材の重さ及び圧延材張力(張力指令値)から受
けるトルクと、ルーパが加減速する時のトルクを計算し
て、ルーパ電動機に電流指令値として設定することによ
り、ルーパが圧延材を押し上げる力を発生させ、圧延材
に張力を付与している。従って、張力値をフィードバッ
クするのではなく、設定のみのオープンループである。
In such control of the rolled material tension and the looper height, there are interference from the rolled material tension to the looper height and interference from the rotational speed of the looper to the tension. In the conventional tension control, there is a method of controlling the looper height by PID control without suppressing their interference. In the PID control of the looper height, the looper calculates the torque that the looper receives from the weight of the looper itself, the weight of the rolled material, and the tension of the rolled material (tension command value), and the torque when the looper accelerates and decelerates. By setting the electric current command value in the electric motor, the looper generates a force to push up the rolled material, and applies tension to the rolled material. Therefore, it is an open loop only for setting, rather than feeding back the tension value.

【0004】これに対して上記の干渉系を多変数として
扱い、それらの干渉を抑えるような非干渉化補償装置を
付加して圧延材張力とルーパ高さとを独立に制御するル
ーパ非干渉制御、ルーパと圧延材張力とを協調して制御
するように最適制御理論(LQ:Linear Quadratic)
を適用するルーパ最適制御、LQの逆問題を解いて制御
ゲインを数式で求めることのできるルーパILQ(Inv
erse Linear Quadratic)制御、制御系のロバスト性
を考慮することのできるH∞制御等の多変数制御があ
り、それぞれ実機に適用されている。ここで、ロバスト
性とは、制御系にノイズが加わったり、制御対象が変化
しても不安定になり難い性質のことである。
On the other hand, the above-mentioned interference system is treated as a multivariable variable, and a decoupling compensator for suppressing the interference is added to the looper decoupling control for independently controlling the rolling material tension and the looper height. Optimal control theory (LQ: Linear Quadratic) so that the looper and rolled material tension are controlled in coordination
, The looper ILQ (Inv that can obtain the control gain by a mathematical expression by solving the inverse problem of LQ.
There are multivariable controls such as erse linear quadratic control and H∞ control that can take into account the robustness of the control system, and they are applied to actual machines. Here, the robustness is a property in which it is difficult for the control system to become unstable even if noise is added to the control system or the control target changes.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】多変数制御は、それぞ
れの特徴を活かすために圧延材張力とルーパ角度の両方
を検出することを前提としている。このため、張力計の
ない圧延機では多変数制御は適用し難かった。また、圧
延機の第iスタンドと第i+1スタンドとの間の張力
は、圧延材の先端が第i+1スタンドに噛込まれてか
ら、すなわち、第i+1スタンド通板後に発生する。こ
の通板時は非常に外乱が大きく、第i+1スタンド通板
後しばらくしないと張力計による張力検出値は安定せ
ず、この間、多変数制御に必要な張力値を得ることがで
きないため、張力計を必要としないルーパ高さのPID
制御が必要になる。
The multivariable control is premised on detecting both the rolling material tension and the looper angle in order to make the most of their respective characteristics. For this reason, it was difficult to apply multivariable control to rolling mills without a tensiometer. The tension between the i-th stand and the (i + 1) th stand of the rolling mill is generated after the tip of the rolled material is caught in the (i + 1) th stand, that is, after the (i + 1) th stand has been threaded. During this passage, the disturbance is very large, and the tension detection value by the tension meter will not stabilize until a short time has passed after the (i + 1) th stand passage. During this period, the tension value required for multivariable control cannot be obtained. Looper height PID that does not require
Control is needed.

【0006】さらに、圧延材料によっては多変数制御に
よる張力制御ではカバーしきれず、十分に調整されたル
ーパ高さのPID制御の方がより良い制御性能を示す場
合もあり、また、張力検出が良好に行われないと多変数
制御が誤動作することもあるため、ルーパ高さのPID
制御はルーパを良好に制御する上でも必要になる。
Further, depending on the rolled material, the tension control by the multivariable control may not be fully covered, and the PID control with a well-adjusted looper height may show better control performance, and the tension detection is good. If not performed, the multi-variable control may malfunction, so the looper height PID
Control is also necessary for good control of the looper.

【0007】しかしながら、上述したルーパ高さのPI
D制御においては、フィードバック制御をしていないた
め、張力値が目標値どおりに制御されないことがあっ
た。また、ルーパ電動機に設定する電流基準値を計算す
る場合、ルーパを加減速する時に必要な電流値が正確に
は分からないため、今までは固定の電流値を加えるのが
一般的である。この場合、小断面積の圧延材に対して
は、圧延材の重さによるトルクや張力によるトルクに対
して、固定の電流値によるトルクの比重が大きくなり、
圧延材を持ち上げるルーパの力が大きくなって、圧延材
の張力値が目標値より大きくなり易いという問題があっ
た。
However, the above-mentioned looper height PI
Since the feedback control is not performed in the D control, the tension value may not be controlled according to the target value. Further, when calculating the current reference value to be set in the looper electric motor, since the current value required for accelerating and decelerating the looper is not known exactly, a fixed current value is generally added until now. In this case, for a rolled material having a small cross-sectional area, the specific gravity of the torque due to the fixed current value becomes larger than the torque due to the weight of the rolled material and the torque due to the tension.
There has been a problem that the force of the looper for lifting the rolled material increases and the tension value of the rolled material tends to be larger than the target value.

【0008】さらに、ルーパ高さのPID制御は、圧延
材張力とルーパの相互干渉を抑える働きが無いため、即
応性や安定性の点で多変数制御に劣ることがあるが、こ
れは以下の理由により、ルーパ高さ制御の制御応答を十
分に上げられないためである。すなわち、張力とルーパ
系を伝達関数で表すと、二次の共振系を包含する形で表
される。二次共振系の特徴は共振周波数ωn の減衰定数
ζが小さいと振動的になる。このため、ルーパ高さの制
御の応答は共振周波数ωn の1/4程度以下に制限さ
れ、減衰定数ζの大きさによってはさらに低く抑えなけ
ればならない。
Further, since the PID control of the looper height does not work to suppress the mutual interference between the rolled material tension and the looper, it may be inferior to the multivariable control in terms of responsiveness and stability. This is because the control response of the looper height control cannot be sufficiently increased for the reason. That is, when the tension and the looper system are expressed by a transfer function, they are expressed in a form including a secondary resonance system. The characteristic of the secondary resonance system becomes oscillatory when the damping constant ζ of the resonance frequency ω n is small. For this reason, the response of the control of the looper height is limited to about 1/4 or less of the resonance frequency ω n , and it must be further suppressed depending on the magnitude of the damping constant ζ.

【0009】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、タンデム圧延機の各スタンド間に配置さ
れたルーパの高さ及び圧延材のスタンド間張力を制御す
る場合、高精度で安定したルーパの制御を可能にするタ
ンデム熱間圧延機の制御装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when controlling the height of the looper arranged between the stands of the tandem rolling mill and the tension between the stands of the rolled material, it can be performed with high accuracy. An object of the present invention is to provide a control device for a tandem hot rolling mill that enables stable control of the looper.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、張力目標値と
ルーパ高さ検出値とに基づいてルーパ電流指令値を演算
し、このルーパ電流指令値をルーパ電動機のルーパ電流
制御器に設定して圧延材張力を制御するルーパ電流基準
発生器として、ルーパが圧延材から受けるトルク、圧延
材張力から受けるトルク及びルーパ自重分によるトルク
の和に釣り合うような主ルーパ電流基準を演算する主電
流基準発生手段と、ルーパを加減速させるのに必要なト
ルクと釣り合うような補助的なルーパ電流基準を演算す
る補助電流基準発生手段とを備え、この補助電流基準発
生手段は、圧延材の断面積に比例するようにルーパ電流
基準を演算するようにしたものを用いる。
According to the present invention, a looper current command value is calculated based on a tension target value and a looper height detection value, and this looper current command value is set in a looper current controller of a looper motor. As a looper current reference generator that controls the tension of the rolled material by using the main current reference that calculates the main looper current reference that balances the sum of the torque received by the looper from the rolled material, the torque received from the rolled material tension and the torque due to the looper's own weight. It comprises a generating means and an auxiliary current reference generating means for calculating an auxiliary looper current reference that balances the torque required to accelerate and decelerate the looper. A looper current reference is calculated so as to be proportional.

【0011】もう一つの発明は、補助電流基準発生手段
が、固定の電流基準又は圧延材の断面積に比例するよう
に定めたルーパ電流基準に、さらに、ルーパが上昇する
速度に比例した電流値を加算して補助的なルーパ電流基
準を演算するものである。
Another aspect of the present invention is that the auxiliary current reference generating means uses a fixed current reference or a looper current reference determined to be proportional to the cross-sectional area of the rolled material, and further, a current value proportional to the rising speed of the looper. Is added to calculate the auxiliary looper current reference.

【0012】他の発明は、補助電流基準発生手段が、固
定の電流基準又は圧延材の断面積に比例するように定め
たルーパ電流基準に、さらに、ルーパ高さ制御器が演算
する圧延機主電動機の速度指令値の変化分に比例した電
流値を加算して補助的なルーパ電流基準を演算するもの
である。
In another invention, the auxiliary current reference generating means uses a fixed current reference or a looper current reference determined so as to be proportional to the cross-sectional area of the rolled material, and further, a looper height controller calculates The auxiliary looper current reference is calculated by adding a current value proportional to the change in the speed command value of the electric motor.

【0013】もう一つ他の発明は、ルーパ高さ目標値と
ルーパ高さ検出値とに基づいて圧延機主電動機の速度指
令値を演算し、演算された速度指令値を圧延機主電動機
速度制御器に設定してルーパの高さを制御するルーパ高
さ制御器と、張力目標値とルーパ高さ検出値とに基づい
てルーパ電流指令値を演算し、演算されたルーパ電流指
令値をルーパ電動機のルーパ電流制御器に設定して圧延
材張力を制御するルーパ電流基準発生器とを備えると
き、ルーパに取付けた張力検出器が受ける力、もしく
は、ルーパ電動機が受けるトルクから圧延材の張力を演
算する張力演算手段と、演算された張力にゲインを乗じ
て得られ値に基づいて、ルーパ高さ制御系の共振周波数
及び減衰定数を変更する張力分トルク補正手段とを備え
る。
According to another aspect of the invention, a speed command value of the rolling mill main electric motor is calculated based on the looper height target value and the looper height detected value, and the calculated speed command value is used for the rolling mill main electric motor speed. A looper height controller that is set in the controller to control the looper height, calculates a looper current command value based on the target tension value and looper height detection value, and then calculates the calculated looper current command value. When equipped with a looper current reference generator that sets the looper current controller of the electric motor to control the rolled material tension, the tension of the rolled material is determined by the force received by the tension detector attached to the looper or the torque received by the looper motor. A tension calculation means for calculating and a tension component torque correction means for changing the resonance frequency and the damping constant of the looper height control system based on a value obtained by multiplying the calculated tension by a gain.

【0014】ルーパ高さ制御系の共振周波数及び減衰定
数を変更するには、演算された張力にゲインを乗じて得
られた値をルーパ電流基準の補正値としてルーパ電流基
準発生器から出力されるルーパ電流基準から減算すると
同時に、この減算により変化するルーパ高さ制御器のゲ
インを適切な値に補正するようにする。
In order to change the resonance frequency and the damping constant of the looper height control system, a value obtained by multiplying the calculated tension by the gain is output from the looper current reference generator as a correction value for the looper current reference. At the same time as subtracting from the looper current reference, the gain of the looper height controller that changes due to this subtraction is corrected to an appropriate value.

【0015】また、ルーパ高さ制御系の共振周波数及び
減衰定数を変更するには、演算された張力にゲインを乗
じて得られた値を主機速度指令値の変更量としてルーパ
高さ制御器から出力される速度指令値に加算すると同時
に、この加算により変化するルーパ高さ制御器のゲイン
を適切な値に補正するようにしても良い。
Further, in order to change the resonance frequency and the damping constant of the looper height control system, the value obtained by multiplying the calculated tension by the gain is used as the change amount of the main machine speed command value from the looper height controller. At the same time as adding to the output speed command value, the gain of the looper height controller that changes due to this addition may be corrected to an appropriate value.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第
1の実施形態の構成を、適用対象圧延機と併せて示した
ブロック図である。同図において、圧延材1は第iスタ
ンド圧延機2及び第i+1スタンド圧延機3の順に圧延
される。ここで、タンデム圧延機の全スタンド数をnと
すると、n=5〜7が一般的である。以下に示すルーパ
等の装置は各スタンド間に設置されるが、i〜i+1ス
タンドの2スタンド間の状態を考察すれば容易に他のス
タンドへも拡張できるので、ここでは2スタンド間のみ
を考える。なお、iは1≦i≦n−1の範囲である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention together with an applicable rolling mill. In the figure, the rolled material 1 is rolled in the order of the i-th stand rolling mill 2 and the (i + 1) th stand rolling mill 3. Here, when the total number of stands of the tandem rolling mill is n, n = 5 to 7 is general. Devices such as a looper shown below are installed between the stands, but it can be easily expanded to other stands by considering the state between the two stands of i to i + 1 stands, so only the two stands will be considered here. . Note that i is in the range of 1 ≦ i ≦ n−1.

【0017】この第iスタンド及び第i+1スタンド間
にルーパ7が設けられているとき、ルーパアームの角度
に換算されるルーパの高さがルーパ高さ検出器10で検出
される。このルーパ7を駆動するルーパ電動機8の電流
検出値Iをルーパ電流制御器9に帰還する。ルーパ電流
制御器9では、ルーパ電流基準発生器12により設定され
る電流指令値Iref に電流検出値Iを追従させるように
制御する。一方、第iスタンド圧延機2及び第i+1ス
タンド圧延機3は、それぞれ圧延機主電動機(以下、主
機と言う)4及び5によって駆動される。第iスタンド
主機4の速度は、主機速度制御器6によって制御されて
いる。第i+1スタンド主機5も同様であるが、ここで
は省略する。
When the looper 7 is provided between the i-th stand and the (i + 1) th stand, the height of the looper converted into the angle of the looper arm is detected by the looper height detector 10. The current detection value I of the looper electric motor 8 that drives the looper 7 is fed back to the looper current controller 9. The looper current controller 9 controls the current detection value I to follow the current command value I ref set by the looper current reference generator 12. On the other hand, the i-th stand rolling mill 2 and the (i + 1) th stand rolling mill 3 are driven by rolling mill main electric motors (hereinafter, referred to as main machines) 4 and 5, respectively. The speed of the i-th stand main engine 4 is controlled by the main engine speed controller 6. The same applies to the i + 1-th stand main unit 5, but is omitted here.

【0018】ルーパ高さ制御器11は、ルーパ高さ検出器
10で検出されたルーパ高さ(ルーパ角度θで表し、以
下、ルーパ角度とも言う)をルーパ高さ目標値θref
追従させるように主機速度指令値を演算し、主機速度設
定値に加算して第iスタンドの主機速度制御器6に設定
する。ルーパ電流基準発生器12は、主電流基準発生器13
と補助電流基準発生器14とから構成されている。第iス
タンドと第i+1スタンドとの間に電動機で駆動するル
ーパを配置し、このルーパによって圧延材を持ち上げた
場合の幾何形状を示すと図2のようになる。主電流基準
発生器13では図2の幾何形状に基づき、次式によって主
電流指令値Iref1を演算する。
The looper height controller 11 is a looper height detector.
The main machine speed command value is calculated so that the looper height (represented by the looper angle θ, hereinafter also referred to as the looper angle) detected in 10 follows the looper height target value θ ref and added to the main machine speed set value. The main engine speed controller 6 of the i-th stand. The looper current reference generator 12 is the main current reference generator 13
And an auxiliary current reference generator 14. A geometric shape in the case where a looper driven by an electric motor is arranged between the i-th stand and the (i + 1) th stand and the rolled material is lifted by this looper is shown in FIG. The main current reference generator 13 calculates the main current command value I ref1 by the following equation based on the geometrical shape of FIG.

【0019】[0019]

【数1】 ただし、 g :重力の加速度(mm/s2 )=9800 R1 :ルーパの回転中心からルーパロールの中心までの
距離(mm) R3 :ルーパの回転中心からルーパの重心までの距離
(mm) gL :ルーパ機械とルーパ電動機との間のギヤ比 A :圧延材の断面積(板厚と板幅の積)(mm2 ) α :iスタンド側のパスラインと圧延材のなす角度
(rad) β :i+1スタンド側のパスラインと圧延材のなす角
度(rad) θ :ルーパ角度(rad) Ws :スタンド間の圧延材の質量(材料長、断面積、比
重の積)(kg) WL :ルーパ重量(kg)である。(1),(2)式に
よりルーパ角度θと張力目標値tfrefが設定されれば、
主電流指令値Iref1を計算することができる。
(Equation 1) However, g: acceleration of gravity (mm / s 2 ) = 9800 R 1 : distance from rotation center of looper to center of looper roll (mm) R 3 : distance from rotation center of looper to center of gravity of looper (mm) g L : Gear ratio between looper machine and looper electric motor A: Cross-sectional area of rolled material (product of plate thickness and plate width) (mm 2 ) α: Angle between pass line on i stand side and rolled material (rad) β: i + 1 angle between the pass line on the stand side and the rolled material (rad) θ: looper angle (rad) W s : mass of rolled material between stands (product length, cross-sectional area, specific gravity product) (kg) W L : Looper weight (kg). If the looper angle θ and the target tension value t fref are set by the equations (1) and (2),
The main current command value I ref1 can be calculated.

【0020】因みに、従来から実施されているタンデム
熱間圧延機の制御装置の構成例を図10に示す。主電流
基準発生器13は上記(1),(2)式を用いて主電流指
令値Iref1を演算する機能を有している。しかしなが
ら、図1に示した本実施形態の補助電流基準発生器14に
相当する固定電流基準発生器15は、固定の電流基準I0
を発生するだけの機能しかなかった。
Incidentally, FIG. 10 shows an example of the configuration of a control device for a tandem hot rolling mill which has been conventionally implemented. The main current reference generator 13 has a function of calculating the main current command value I ref1 by using the above equations (1) and (2). However, fixed current reference generator 15 corresponding to the auxiliary current reference generator 14 of this embodiment shown in FIG. 1, the current reference I 0 of the fixed
There was only a function to generate.

【0021】次に本実施形態の補助電流基準発生器14に
ついて以下に説明する。補助電流基準発生器14は、次の
a,b,cのいずれかの方法で補助電流基準ICOM を計
算する。 a.補助電流基準を、予め断面積により区分されたテー
ブルに格納しておき、使用時に取出す。この補助電流基
準は次のb項に記載の演算式を用いて決定しても良く、
また、調整しながらテーブルに格納してもよい。 b.次式を用いて計算する。
Next, the auxiliary current reference generator 14 of this embodiment will be described below. The auxiliary current reference generator 14 calculates the auxiliary current reference I COM by any one of the following methods a, b, and c. a. The auxiliary current reference is stored in advance in a table divided by the cross-sectional area and taken out at the time of use. This auxiliary current reference may be determined using the arithmetic expression described in the following item b,
Further, it may be stored in the table while being adjusted. b. Calculate using the following formula.

【0022】[0022]

【数2】 ただし、 ICOM :補助電流基準 IST :標準電流基準 AST :標準断面積 なお、上述した補助電流基準ICOM に上限及び下限を設
けることも可能である。
(Equation 2) However, I COM : auxiliary current reference I ST : standard current reference A ST : standard cross-sectional area It is also possible to set an upper limit and a lower limit to the above-mentioned auxiliary current reference I COM .

【0023】図10に示した従来装置のように、固定の
電流基準I0 を用いた場合、圧延材の断面積によらずに
ほぼ一定の張力値が上乗せされることになり、大断面積
材に比べて小面積材の張力値が目標値より大きくなりや
すかった。しかし、上記a項又はb項に記載したよう
に、断面積に比例する補助電流基準ICOM を用いた場
合、小断面積の圧延材に対して張力値が目標値より大き
くなる現象を緩和することができる。 c.次式を用いて計算する。 ICOM =KCOM ×ωL +IBASE …(4) ただし、 ICOM :補助電流基準 KCOM :ゲイン ωL :ルーパ角速度 IBASE:a項又はb項の電流基準値、あるいは、固定の
電流基準値である。この場合、(4)式で与えられる補
助電流基準ICOM に上限及び下限を設けることも可能で
ある。
When a fixed current reference I 0 is used as in the conventional apparatus shown in FIG. 10, a substantially constant tension value is added regardless of the cross-sectional area of the rolled material, resulting in a large cross-sectional area. Compared with the material, the tension value of the small area material was likely to be larger than the target value. However, as described in the above item a or b, when the auxiliary current reference I COM proportional to the cross-sectional area is used, the phenomenon that the tension value becomes larger than the target value for a rolled material having a small cross-sectional area is mitigated. be able to. c. Calculate using the following formula. I COM = K COM × ω L + I BASE (4) where I COM : auxiliary current reference K COM : gain ω L : looper angular velocity I BASE : current reference value of item a or b, or fixed current reference It is a value. In this case, it is possible to set an upper limit and a lower limit to the auxiliary current reference I COM given by the equation (4).

【0024】上記(4)式を用いて補助電流基準ICOM
を計算することにより、スタンド間の圧延材にループが
発生している場合、等では、ルーパが急速に上昇して圧
延材のループを短時間で除去する必要があり、ルーパ角
速度に比例した補助電流基準を出力することによって、
より早くループを除去することができる。
Using the above equation (4), the auxiliary current reference I COM
By calculating, if there is a loop in the rolled material between the stands, the looper must rise rapidly to remove the loop in the rolled material in a short time. By outputting the current reference,
Loops can be removed faster.

【0025】図3は本発明の第2の実施形態の構成を示
すブロック図であり、特に、ルーパ高さと張力の制御系
をモデル化して表現したものである。ここで、ルーパの
高さ制御において、制御すべきルーパ角度と操作量であ
る主機速度とは非線形の関係にあり、主機速度と線形の
関係にあるスタンド間の圧延材ループ量lに変換し、ル
ープ量lを用いてルーパ高さの制御系を構成したもので
ある。ルーパ角度θをループ量lに変換する非線形の関
数F2 (θ)は次の(5)式で表される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention, and in particular, expresses the control system of the looper height and tension as a model. Here, in the looper height control, the looper angle to be controlled and the main machine speed, which is an operation amount, have a non-linear relationship, and are converted into a rolled material loop amount 1 between stands having a linear relationship with the main machine speed, A looper height control system is configured using the loop amount l. A non-linear function F 2 (θ) for converting the looper angle θ into the loop amount 1 is expressed by the following equation (5).

【0026】[0026]

【数3】 ループ量lは l=F2 (θ) …(6) ただし、 L :スタンド間距離(mm) L1 :ルーパ回転中心から第iスタンドまでの距離(m
m)である。
(Equation 3) The loop amount l is l = F 2 (θ) (6) where, L: distance between stands (mm) L 1 : distance from rotation center of looper to i-th stand (m
m).

【0027】図3において、ブロック20は図1中のルー
パ高さ制御器11に対応し、ルーパ角度目標値θref を、
(5)式を用いてループ量目標値lref に変換し、ま
た、ルーパ角度θをループ量lに変換する。ルーパ高さ
制御器21はPI制御系で構成され、比例制御ゲイン
P 、積分制御ゲインKI 、トータルゲインKT で表さ
れ、ルーパ角度目標値θref とループ量lとの偏差分に
(KP +KI /s)KT を乗じて主機速度指令値VRref
を出力する。
In FIG. 3, a block 20 corresponds to the looper height controller 11 in FIG. 1 and sets the looper angle target value θ ref to
Using the equation (5), the loop amount target value l ref is converted, and the looper angle θ is converted into the loop amount l. The looper height controller 21 is composed of a PI control system, and is represented by a proportional control gain K P , an integral control gain K I , and a total gain K T , which is a deviation between the looper angle target value θ ref and the loop amount l ( K P + K I / s) KT multiplied by main engine speed command value V Rref
Is output.

【0028】主機速度制御系22は主機の速度応答を一次
遅れ時定数Tv を用いて表したものであり、図1中の主
機速度制御器6及び第iスタンド主機4を組合わせたも
のの伝達関数として表している。この主機速度制御系22
の伝達関数を乗じて得られるロール周速変化分VR は先
進率fを用いて表されるブロック23によって材料速度V
s に変換される。この材料速度Vs と、ブロック26で表
されるルーパ角速度ωL による圧延材のループ速度変化
分ωL ×dF2 (θ)/dθと、ブロック25で表される
張力フィードバック係数K10による張力が与える材料速
度への変化分との和が、積分器を含むブロック24を通っ
て張力tf になる。なお、ブロック24中のEは圧延材の
ヤング率である。張力tf はルーパ電動機にかかる張力
分トルクTT として現れる。ブロック27はこれを表現す
るもので、その内部に記載されたF3 (θ)は次式で表
される。
The main machine speed control system 22 represents the speed response of the main machine using the first-order lag time constant T v , and is the transmission of the combination of the main machine speed controller 6 and the i-th stand main machine 4 in FIG. It is expressed as a function. This main engine speed control system 22
The roll peripheral speed variation V R obtained by multiplying the transfer function of
converted to s . The material velocity V s , the loop velocity change amount ω L × dF 2 (θ) / dθ of the rolled material due to the looper angular velocity ω L represented by block 26, and the tension based on the tension feedback coefficient K 10 represented by block 25 The sum of the changes to the material velocity given by ## EQU1 ## is the tension t f through the block 24 containing the integrator. The E in the block 24 is the Young's modulus of the rolled material. The tension t f appears as the tension component torque T T applied to the looper motor. The block 27 expresses this, and F 3 (θ) written inside is expressed by the following equation.

【0029】[0029]

【数4】 ブロック28はルーパ電動機に印加されるトルクからルー
パ電動機の回転速度ωL までの伝達関数であり、ωL
積分されてルーパ角度θとなるため、これがブロック29
で表現される。ブロック30はルーパダンピングZを表現
するものであり、ブロック31はルーパ角度θからルーパ
電動機のトルクまでの関係を表す関数F1 (θ)であ
り、次式によって表される。
(Equation 4) Block 28 is a transfer function from the torque applied to the looper motor to the rotational speed ω L of the looper motor, and ω L is integrated to form the looper angle θ, which is the block 29.
Is represented by The block 30 represents the looper damping Z, and the block 31 is a function F 1 (θ) representing the relationship from the looper angle θ to the torque of the looper motor, which is expressed by the following equation.

【0030】[0030]

【数5】 ブロック32は図1中のルーパ電流基準発生器12に相当し
ている。ブロック33はルーパ電流制御系を時定数Tcc
一次遅れで表したもので、ブロック34はルーパ電流Iが
トルクTになる場合の影響係数(トルク定数と呼ばれ
る)Φを表している。図3中のブロック28,33,34が図
1中のルーパ電流制御器9及びルーパ電動機8に相当し
ている。前述したように、補助電流基準が必要である理
由は、ルーパを加減速する場合のトルクを補償する必要
があるためであるが、一般に加減速に必要なトルクを予
め計算することは難しい。
(Equation 5) Block 32 corresponds to looper current reference generator 12 in FIG. Block 33 is a representation of the looper current control system of the time constant T cc at a primary delay, block 34 represents the influence coefficient (referred to as torque constant) [Phi when the looper current I becomes the torque T. Blocks 28, 33 and 34 in FIG. 3 correspond to the looper current controller 9 and the looper electric motor 8 in FIG. As described above, the reason why the auxiliary current reference is necessary is that it is necessary to compensate the torque when accelerating and decelerating the looper, but it is generally difficult to precalculate the torque required for accelerating and decelerating.

【0031】加減速トルクTA は次式で表される。The acceleration / deceleration torque T A is expressed by the following equation.

【0032】[0032]

【数6】 ただし、 J:ルーパの慣性(kgm2 ) である。図3中のブロック22及び23を通して発生する圧
延材速度Vs の変化に追従する量を、ルーパ角速度ωL
からブロック26を通って変化する圧延材速度に等しくす
れば、張力は変化しないことになる。ブロック26を通っ
て変化する圧延材速度Vs は次式で表される。
(Equation 6) However, J: inertia of the looper (kgm 2 ). The amount to follow the change of the rolled material speed V s generated through blocks 22 and 23 in FIG. 3, the looper angular velocity omega L
Equal to the rolling stock velocity varying from to through block 26, the tension will not change. The rolling material speed V s that changes through the block 26 is represented by the following equation.

【0033】[0033]

【数7】 材料速度が変化すると、張力が変化し、ルーパに加わる
力も変化するため、ルーパは上昇または下降する。ルー
パの上昇、下降に必要なトルクが加減速トルクであり、
(10)式をルーパ角速度ωL について解いて両辺を時
間で微分し、さらに、両辺にJを乗算すると次式が得ら
れる。
(Equation 7) When the material speed changes, the tension changes and the force applied to the looper also changes, so the looper moves up or down. The torque required to raise and lower the looper is the acceleration / deceleration torque,
The equation (10) is solved for the looper angular velocity ω L , both sides are differentiated with respect to time, and both sides are multiplied by J to obtain the following equation.

【0034】[0034]

【数8】 この結果、加減速トルクTA は、ルーパの慣性J、材料
速度の時間変化分及び関数F2 (θ)の角度微分値で表
されることが分かる。ただし、圧延材の速度を測定する
ことは難しいので、その代替として、ルーパ高さ制御器
が出力する主機速度指令値VRrefの時間変化分を用い
る。しかして、図1に示した補助電流基準発生手段14が
上述した補助電流基準ICO M の代わりに、次式に示す補
助電流基準ICOM を出力すれば良いことが分かる。
(Equation 8) As a result, it can be seen that the acceleration / deceleration torque T A is represented by the inertia J of the looper, the time variation of the material speed, and the angular differential value of the function F 2 (θ). However, since it is difficult to measure the speed of the rolled material, the time change of the main machine speed command value V Rref output by the looper height controller is used as an alternative. Thus, instead of the auxiliary current reference I CO M auxiliary current reference generating means 14 shown in FIG. 1 has been described above, it can be seen that if the output of the auxiliary current reference I COM shown in the following equation.

【0035】[0035]

【数9】 図3中のブロック35は主機速度指令値VRrefの時間変化
分を生成し、ブロック36はゲインを表している。
(Equation 9) A block 35 in FIG. 3 generates a time change amount of the main engine speed command value V Rref , and a block 36 represents a gain.

【0036】かくして、第2の実施形態によれば、従来
のルーパ高さのPID制御におけるルーパの加減速トル
クを補償することができ、一定の補助電流基準を設定し
たがために張力が目標値より大きくなることはなくな
る。この結果、過張力による板厚、板幅への悪影響を低
減することができる。
Thus, according to the second embodiment, the acceleration / deceleration torque of the looper in the conventional PID control of the looper height can be compensated, and the tension is set to the target value because the constant auxiliary current reference is set. It will never be bigger. As a result, it is possible to reduce adverse effects on plate thickness and plate width due to overtension.

【0037】ところで、図3に示した第2の実施形態に
おいて、主機速度指令値VRrefからルーパ角度θへの伝
達関数G(s)は次式となる。
By the way, in the second embodiment shown in FIG. 3, the transfer function G (s) from the main machine speed command value V Rref to the looper angle θ is given by the following equation.

【0038】[0038]

【数10】 ただし、 ωn :共振周波数 ζ :減衰定数 である。共振周波数ωn は次式で表される。(Equation 10) Here, ω n is the resonance frequency ζ is the damping constant. The resonance frequency ω n is expressed by the following equation.

【0039】[0039]

【数11】 また、減衰定数ζは次式で表される。[Equation 11] The damping constant ζ is expressed by the following equation.

【0040】[0040]

【数12】 ルーパ高さ制御では、共振を避けるため、共振周波数ω
n の1/3から1/5程度の応答に抑える必要がある。
一般的に共振周波数ωn =5〜10rad/sであり、
ルーパ高さの制御応答は2〜4rad/s程度になる。
ルーパ高さ制御系の応答を速くするためには、共振周波
数は高い周波数領域にある方が良く、また、減衰定数も
大きい方が振動し難くなる点で望ましい。
(Equation 12) In the looper height control, in order to avoid resonance, the resonance frequency ω
It is necessary to suppress the response to about 1/3 to 1/5 of n .
Generally, the resonance frequency ω n = 5 to 10 rad / s,
The control response of the looper height is about 2 to 4 rad / s.
In order to speed up the response of the looper height control system, it is preferable that the resonance frequency is in a high frequency region and that the damping constant is large, because it becomes difficult to vibrate.

【0041】共振周波数と減衰定数を変更する方法とし
て次のA,B,Cの方法が考えられる。 A.ルーパ速度から材料速度への影響係数F2 を変更す
る。 B.張力からルーパトルクへの影響係数F3 を変更す
る。 C.張力フィードバック係数K10を変更する。
The following methods A, B and C can be considered as methods for changing the resonance frequency and the damping constant. A. The influence coefficient F 2 from the looper speed to the material speed is changed. B. Change the influence factor F 3 from the tension to the looper torque. C. Change the tension feedback coefficient K 10 .

【0042】このうち、A項については、特開平7−1
6632号公報に開示されて公知であるので、B及びC
項について説明する。
Of these, the item A is described in JP-A-7-1.
As disclosed in Japanese Patent No. 6632 and known, B and C
The terms are explained.

【0043】前述したルーパ高さのPID制御は、ルー
パ多変数制御と併せて用いられることが多くなってきて
おり、また、圧延材の張力をモニタするために張力検出
器を設置する場合があり、ルーパ高さのPID制御でも
張力検出値が利用可能な場合が多い。
The above-mentioned looper height PID control is often used together with the looper multivariable control, and a tension detector may be installed to monitor the tension of the rolled material. In many cases, the tension detection value can be used even in the PID control of the looper height.

【0044】図4は上記B項の方法に対応する本発明の
第3の実施形態の構成を、適用対象圧延機と併せて示し
たブロック図である。図中、図1と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。ここでは、ロード
セル等の張力検出器16の出力信号に基づいて、張力演算
手段17が圧延材の張力を演算する。張力分トルク補正手
段18は、演算された張力を用いて、ルーパ電動機の電流
制御器9に設定する電流基準Iref を補正する。この補
正方法について、図5及び図6をも参照して以下に説明
する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention corresponding to the method of the above section B, together with the rolling mill to which it is applied. In the figure, the same elements as those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, the tension calculation means 17 calculates the tension of the rolled material based on the output signal of the tension detector 16 such as a load cell. The tension-based torque correction means 18 uses the calculated tension to correct the current reference I ref set in the current controller 9 of the looper motor. This correction method will be described below with reference to FIGS. 5 and 6.

【0045】(14)式から、影響係数F3 を変更する
ことができれば、共振周波数を変更することができる。
いま、ゲインKF3 * を加えてF3 を次式のように大きく
したとする。 F3 →F3 +KF3 * …(16) この場合の共振周波数ωn は次式のように大きくなる。
If the influence coefficient F 3 can be changed from the equation (14), the resonance frequency can be changed.
Now, suppose that the gain K F3 * is added to increase F 3 as in the following equation. F 3 → F 3 + K F3 * (16) The resonance frequency ω n in this case becomes large as in the following equation.

【0046】[0046]

【数13】 この関係を、モデル化して表現すると図5に示したよう
になる。すなわち、ブロック27と並列にブロック37が接
続されている。しかしながら、圧延材張力tfにゲイン
F3 * を掛けたものを直接ルーパ電動機の負荷トルクT
に帰還することはできないので、図6に示すように圧延
材張力tf にブロック38のゲインKF3を掛けたものを電
流指令値Iref に帰還する。ただし、影響係数F3 を変
更すれば伝達関数G(s)のゲインも変わる。この場合
の伝達関数G(s)は次式のようになる。
(Equation 13) This relationship is modeled and expressed as shown in FIG. That is, the block 37 is connected in parallel with the block 27. However, the product obtained by multiplying the rolled material tension t f by the gain K F3 * is directly applied to the load torque T of the looper motor.
Therefore, as shown in FIG. 6, the product obtained by multiplying the rolled material tension t f by the gain K F3 of the block 38 is fed back to the current command value I ref . However, if the influence coefficient F 3 is changed, the gain of the transfer function G (s) also changes. The transfer function G (s) in this case is as follows.

【0047】[0047]

【数14】 ここで、Zの場合と同様に(14)式でF3 を変更する
と、G(s)のゲインが変化する。従って、F3 の変更
前と同じ高さ制御応答を得ようとすれば、ルーパ高さ制
御器のトータルゲインKT を次式の高さ制御器のトータ
ルゲインKT *に変更する必要がある。
[Equation 14] Here, as in the case of Z, when F 3 is changed by the equation (14), the gain of G (s) changes. Therefore, in order to obtain a flush control response as before the F 3, it is necessary to change the total gain K T of the looper height control to the total gain K T * follows the height control unit .

【0048】[0048]

【数15】 図4において、ブロック18からブロック11に向けた破線
は(19)式によりルーパ高さ制御のトータルゲインを
補正することを意味している。かくして、第3の実施形
態によれば、ルーパ高さ制御における共振周波数及び減
衰定数を変更して、ルーパ高さ制御応答を上げることが
可能となり、高速かつ安定したルーパの制御が可能にな
る。なお、圧延材の張力を演算するに当たり、第3の実
施形態では張力検出器16の出力に基づいて演算したが、
この代わりに、ルーパ電動機が受けるトルクから計算す
ることも可能である。
(Equation 15) In FIG. 4, the broken line from the block 18 to the block 11 means that the total gain of the looper height control is corrected by the equation (19). Thus, according to the third embodiment, it is possible to improve the looper height control response by changing the resonance frequency and the damping constant in the looper height control, and it is possible to control the looper at high speed and stably. In the third embodiment, the tension of the rolled material is calculated based on the output of the tension detector 16,
Alternatively, it can be calculated from the torque received by the looper motor.

【0049】図7は上記C項の方法に対応する本発明の
第4の実施形態の構成を、適用対象圧延機と併せて示し
たブロック図である。図中、図1又は図4と同一の要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。ここで
も、ロードセル等の張力検出器16の出力信号に基づい
て、張力演算手段17は圧延材の張力を演算する。張力発
生ゲイン補正手段19はこの張力を用いて主機速度指令値
の変更量を計算して、主機速度指令値に加算するもので
ある。張力発生ゲイン補正手段19の主機速度指令値の変
更量の計算方法を、図8及び図9をも参照して以下に説
明する。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention corresponding to the method of the above item C, together with the rolling mill to which it is applied. In the figure, the same elements as those of FIG. 1 or 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here again, the tension calculation means 17 calculates the tension of the rolled material based on the output signal of the tension detector 16 such as a load cell. The tension generation gain correction means 19 calculates the amount of change of the main engine speed command value using this tension and adds it to the main engine speed command value. A method of calculating the change amount of the main machine speed command value of the tension generation gain correction means 19 will be described below with reference to FIGS. 8 and 9.

【0050】(14)式から明らかなように、張力フィ
ードバック係数K10を変更することができれば、共振周
波数を変更することができる。すなわち、張力とルーパ
高さの制御系をモデル化した図8に示すように、K10
ブロック25に対してブロック39を並列接続することによ
り間接的に変更できる。これはK10を次式のように大き
くしたことを意味している。 K10→K10+KK * …(20) K10を大きくすれば、共振周波数ωn は次式のように大
きくなる。
As is clear from the equation (14), if the tension feedback coefficient K 10 can be changed, the resonance frequency can be changed. That is, as shown in FIG. 8 which models the control system of the tension and the looper height, it can be indirectly changed by connecting the block 39 to the block 25 of K 10 in parallel. This means that K 10 is increased as in the following equation. K 10 → K 10 + K K * (20) If K 10 is increased, the resonance frequency ω n is increased as in the following equation.

【0051】[0051]

【数16】 また、減衰定数ζも次式のように大きくなる。(Equation 16) Further, the damping constant ζ also becomes large as in the following equation.

【0052】[0052]

【数17】 しかし、張力にゲインKK * を掛けたものを直接材料速
度に帰還することはできないので、図9に示すように、
ブロック40によって主機速度指令値VRrefに帰還する。
ここで、第3の実施形態と同様に(18)式でK10を大
きくすると、伝達関数G(s)のゲインが小さくなる。
従って、K10の変更前と同じルーパ高さの制御応答を得
ようとすれば、ルーパ高さ制御器のトータルゲインKT
を次式のKT *のように大きくする必要がある。
[Equation 17] However, it is not possible to directly return the tension multiplied by the gain K K * to the material velocity. Therefore, as shown in FIG.
The block 40 returns to the main engine speed command value V Rref .
Here, as in the third embodiment, when K 10 is increased in the equation (18), the gain of the transfer function G (s) is reduced.
Therefore, if it is attempted to obtain a control response with the same looper height as before K 10 is changed, the total gain K T of the looper height controller is
Needs to be increased as K T * in the following equation.

【0053】[0053]

【数18】 ここで、KT * は変更後の高さ制御のトータルゲインで
ある。図7において、ブロック19からブロック11に引い
た破線は、(23)式によるルーパ高さ制御トータルゲ
インの補正を行うことを示している。このように、K10
にKK * を加えることにより、次のイ,ロの効果が得ら
れる。 イ.K10が大きくなると、材料速度から張力へのゲイン
(1/K10)が小さくなり、張力変動が小さくなる。 ロ.張力が増加すれば、主機速度を増加させることにな
り、ルーパ電流による張力の制御以外の手段としての張
力制御として有効である。
(Equation 18) Here, K T * is the total height control gain after the change. In FIG. 7, a broken line drawn from the block 19 to the block 11 indicates that the looper height control total gain is corrected by the equation (23). Thus, K 10
By adding K K * to, the following effects a and b can be obtained. I. As K 10 increases, the gain from the material speed to the tension (1 / K 10 ) decreases and the tension fluctuation decreases. B. If the tension is increased, the main machine speed is increased, which is effective as tension control as a means other than the tension control by the looper current.

【0054】かくして、第4の実施形態によれば、ルー
パ高さ制御における共振周波数及び減衰定数を変更し
て、ルーパ高さ制御応答を上げることが可能となり、高
速かつ安定したルーパの制御が可能になる。
Thus, according to the fourth embodiment, it is possible to increase the looper height control response by changing the resonance frequency and the damping constant in the looper height control, and it is possible to control the looper at high speed and stably. become.

【0055】以上、本発明を具体的な実施形態に基づい
て説明したが、これらの実施形態はそれぞれ単独に適用
するだけでなく、複数の実施形態を組合わせて使用する
こともできる。また、上記の各実施形態では、ルーパを
ルーパ電動機で駆動するものについて説明したが、本発
明はこれに適用を限定されるものではなく、油圧装置に
よる駆動方式のものにも適用可能である。
Although the present invention has been described based on the specific embodiments, these embodiments are not limited to being applied individually, but a plurality of embodiments can be used in combination. Further, in each of the above-described embodiments, the one in which the looper is driven by the looper electric motor has been described, but the present invention is not limited to this application and can be applied to a drive system using a hydraulic device.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、ルーパの加減速トルクを設定する場合、
圧延材の断面積に比例する補助電流基準を用いたので、
従来のPID制御に顕著であった小断面積での張力増加
を防ぐことができ、これによって、小断面積材で過張力
による板厚、板幅への悪影響を除去することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the acceleration / deceleration torque of the looper is set,
Since the auxiliary current reference proportional to the cross-sectional area of the rolled material was used,
It is possible to prevent an increase in tension in a small cross-sectional area, which was conspicuous in conventional PID control, and to eliminate the adverse effect on the plate thickness and the plate width due to overtension in the small cross-sectional area material.

【0057】もう一つの発明によれば、ルーパ角速度に
比例する補助電流基準を用いたので、スタンド間の圧延
材に発生したループを迅速に除去することが可能にな
り、安定した操業を行うことができる。
According to another aspect of the invention, since the auxiliary current reference proportional to the looper angular velocity is used, the loop generated in the rolled material between the stands can be quickly removed, and stable operation can be performed. You can

【0058】また、他の発明によれば、従来のルーパ高
さのPID制御におけるルーパの加減速トルクを補償す
ることができ、一定の電流基準を常に設定して、張力が
目標値より大きくなることはなくなる。この結果、過張
力による板厚、板幅への影響を低減することができる。
Further, according to another invention, the acceleration / deceleration torque of the looper in the conventional PID control of the looper height can be compensated, and a constant current reference is always set so that the tension becomes larger than the target value. Things will disappear. As a result, it is possible to reduce the influence of over tension on the plate thickness and the plate width.

【0059】もう一つ他の発明によれば、ルーパ高さ制
御における共振周波数及び減衰定数を変更して、ルーパ
高さ制御応答を上げることが可能となり、高速かつ安定
したルーパの制御が可能になる。
According to another aspect of the invention, the resonance frequency and the damping constant in the looper height control can be changed to increase the looper height control response, which enables high-speed and stable control of the looper. Become.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の構成を、適用対象圧
延機と併せて示したブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention, together with a rolling mill to be applied.

【図2】本発明の第1の実施形態の動作を説明するため
に、ルーパ角度と圧延材の通板形状との幾何学的関係を
示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a geometrical relationship between a looper angle and a strip passing shape of a rolled material in order to explain the operation of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態の詳細な構成を示すブ
ロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態の構成を、適用対象圧
延機と併せて示したブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention together with an applicable rolling mill.

【図5】本発明の第3の実施形態の原理を説明するため
のブロック図。
FIG. 5 is a block diagram for explaining the principle of the third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態の詳細な構成を示すブ
ロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施形態の構成を、適用対象圧
延機と併せて示したブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention together with an applicable rolling mill.

【図8】本発明の第4の実施形態の原理を説明するため
のブロック図。
FIG. 8 is a block diagram for explaining the principle of the fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施形態の詳細な構成を示すブ
ロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図10】従来のタンデム熱間圧延機の制御装置の構成
を、適用対象圧延機と併せて示したブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a control device of a conventional tandem hot rolling mill together with an applicable rolling mill.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧延材 2 第iスタンド圧延機 3 第i+1スタンド圧延機 4 第iスタンド圧延機主電動機 5 第i+1スタンド圧延機主電動機 6 主機速度制御器 7 ルーパ 8 ルーパ電動機 9 ルーパ電流制御器 10 ルーパ高さ検出器 11 ルーパ高さ制御器 12 ルーパ電流基準発生器 13 主電流基準発生器 14 補助電流基準発生器 15 固定電流基準発生器 16 張力検出器 17 張力演算手段 18 張力分トルク補正手段 19 張力発生ゲイン補正手段 1 Rolled material 2 i-th stand rolling mill 3 i + 1-th stand rolling machine 4 i-th stand rolling machine Main motor 5 i + 1st stand rolling machine Main motor 6 Main machine speed controller 7 Looper 8 Looper electric motor 9 Looper current controller 10 Looper height Detector 11 Looper height controller 12 Looper current reference generator 13 Main current reference generator 14 Auxiliary current reference generator 15 Fixed current reference generator 16 Tension detector 17 Tension calculation means 18 Tension component torque correction means 19 Tension generation gain Correction means

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】タンデム熱間圧延機の各スタンド間に配置
されたルーパの高さ及びスタンド間の圧延材張力を制御
するタンデム熱間圧延機の制御装置であって、 速度設定値に従ってスタンド圧延機主電動機の速度を制
御する主電動機速度制御器と、 ルーパ高さ検出値をルーパ高さ目標値に追随させる主電
動機速度指令値を演算し、この速度指令値によって前記
主電動機速度制御器に加えられる速度設定値を補正する
ルーパ高さ制御器と、 圧延材の張力目標値とルーパ高さ検出値とに基づき、圧
延材の張力を張力目標値に追随させるルーパ電流指令値
を演算するルーパ電流基準発生器と、 ルーパ電流指令値に従ってルーパ電動機の電流を制御す
るルーパ電流制御器と、 を備え、前記ルーパ電流基準発生器はルーパが圧延材か
ら受けるトルク、圧延材張力から受けるトルク及びルー
パ自重分によるトルクの和に釣り合うような主のルーパ
電流基準を、圧延材の断面積、ルーパの上昇速度及び前
記速度指令値の変化分のうち、いずれか一つ又は複数の
要件を加味して求めた補助的なルーパ電流基準によって
補正するものであるタンデム熱間圧延機の制御装置。
1. A controller of a tandem hot rolling mill for controlling the height of a looper arranged between each stand of a tandem hot rolling mill and the rolling material tension between the stands, which is a stand rolling according to a speed set value. The main motor speed controller that controls the speed of the main motor and the main motor speed command value that causes the looper height detection value to follow the looper height target value are calculated, and the main motor speed controller is calculated by this speed command value. A looper height controller that corrects the applied speed setting value, and a looper that calculates the looper current command value that causes the tension of the rolled material to follow the tension target value based on the tension target value of the rolled material and the looper height detection value. A current reference generator, and a looper current controller for controlling the current of the looper motor according to the looper current command value, wherein the looper current reference generator is a torque that the looper receives from the rolled material, The main looper current reference that balances the torque received from the tension of the rolled material and the sum of the torque due to the weight of the looper itself is either one of the cross-sectional area of the rolled material, the rising speed of the looper and the change in the speed command value. Alternatively, the control device for the tandem hot rolling mill is to correct the auxiliary looper current reference obtained by considering a plurality of requirements.
【請求項2】前記ルーパ電流基準発生器が、ルーパが圧
延材から受けるトルク、圧延材張力から受けるトルク及
びルーパ自重分によるトルクの和に釣り合うような主の
ルーパ電流基準を演算する主電流基準発生手段と、圧延
材の断面積に比例するように定めた補助的なルーパ電流
基準を演算する補助電流基準発生手段とを備え、前記主
のルーパ電流基準と補助的なルーパ電流基準とを加算し
て得られた値をルーパ電流指令値として出力する請求項
1記載のタンデム熱間圧延機の制御装置。
2. A main current reference for the looper current reference generator to calculate a main looper current reference that balances the sum of the torque received by the looper from the rolled material, the torque received from the rolled material tension and the torque due to the weight of the looper. A generating means and an auxiliary current reference generating means for calculating an auxiliary looper current reference determined so as to be proportional to the sectional area of the rolled material are provided, and the main looper current reference and the auxiliary looper current reference are added. The controller of the tandem hot rolling mill according to claim 1, wherein the value obtained by the above is output as a looper current command value.
【請求項3】前記ルーパ電流基準発生器が、ルーパが圧
延材から受けるトルク、圧延材張力から受けるトルク及
びルーパ自重分によるトルクの和に釣り合うような主の
ルーパ電流基準を演算する主電流基準発生手段と、圧延
材の断面積に比例するように定めた値とルーパが上昇す
る速度に比例するように定めた値とを加算して補助的な
ルーパ電流基準を演算する補助電流基準発生手段とを備
え、前記主のルーパ電流基準と補助的な電流基準とを加
算して得られた値をルーパ電流指令値として出力する請
求項1記載のタンデム熱間圧延機の制御装置。
3. A main current reference for the looper current reference generator to calculate a main looper current reference that balances the sum of the torque received by the looper from the rolled material, the torque received from the rolled material tension and the torque due to the looper's own weight. Auxiliary current reference generating means for calculating an auxiliary looper current reference by adding the generating means and a value determined to be proportional to the cross-sectional area of the rolled material and a value determined to be proportional to the rising speed of the looper. The control device for a tandem hot rolling mill according to claim 1, further comprising: and outputting a value obtained by adding the main looper current reference and the auxiliary current reference as a looper current command value.
【請求項4】前記ルーパ電流基準発生器が、ルーパが圧
延材から受けるトルク、圧延材張力から受けるトルク及
びルーパ自重分によるトルクの和に釣り合うような主の
ルーパ電流基準を演算する主電流基準発生手段と、圧延
材の断面積に比例するように定めた値とルーパが上昇す
る速度に比例するように定めた値と前記ルーパ高さ制御
器が演算する速度指令値の変化分に比例する値とを加算
して補助的なルーパ電流基準を演算する補助電流基準発
生手段とを備え、前記主のルーパ電流基準と補助的なル
ーパ電流基準とを加算して得られた値をルーパ電流指令
値として出力する請求項1記載のタンデム熱間圧延機の
制御装置。
4. A main current reference for calculating the main looper current reference by which the looper current reference generator balances the sum of the torque received by the looper from the rolled material, the torque received from the rolled material tension and the torque due to the looper's own weight. Producing means, a value determined to be proportional to the cross-sectional area of the rolled material, a value determined to be proportional to the rising speed of the looper, and a change in the speed command value calculated by the looper height controller. And an auxiliary current reference generating means for calculating an auxiliary looper current reference by adding the value and a value obtained by adding the main looper current reference and the auxiliary looper current reference. The control device for the tandem hot rolling mill according to claim 1, which outputs the value as a value.
【請求項5】前記ルーパ電流基準発生器が、ルーパが圧
延材から受けるトルク、圧延材張力から受けるトルク及
びルーパ自重分によるトルクの和に釣り合うような主の
ルーパ電流基準を演算する主電流基準発生手段と、固定
の値とルーパが上昇する速度に比例するように定めた値
とを加算して補助的なルーパ電流基準を演算する補助電
流基準発生手段とを備え、前記主のルーパ電流基準と補
助的なルーパ電流基準とを加算して得られた値をルーパ
電流指令値として出力する請求項1記載のタンデム熱間
圧延機の制御装置。
5. A main current reference for the looper current reference generator to calculate a main looper current reference that balances the sum of the torque received by the looper from the rolled material, the torque received from the rolled material tension and the torque due to the weight of the looper. The main looper current reference is provided with a generating means and an auxiliary current reference generating means for calculating a supplementary looper current reference by adding a fixed value and a value determined so as to be proportional to a rising speed of the looper. The control device for a tandem hot rolling mill according to claim 1, wherein a value obtained by adding the above and an auxiliary looper current reference is output as a looper current command value.
【請求項6】前記ルーパ電流基準発生器が、ルーパが圧
延材から受けるトルク、圧延材張力から受けるトルク及
びルーパ自重分によるトルクの和に釣り合うような主の
ルーパ電流基準を演算する主電流基準発生手段と、固定
の値とルーパが上昇する速度に比例するように定めた値
と前記ルーパ高さ制御器が演算する速度指令値の変化分
に比例する値とを加算して補助的なルーパ電流基準を演
算する補助電流基準発生手段とを備え、前記主のルーパ
電流基準と補助的なルーパ電流基準とを加算して得られ
た値をルーパ電流指令値として出力する請求項1記載の
タンデム熱間圧延機の制御装置。
6. A main current reference for calculating the main looper current reference by which the looper current reference generator balances the sum of the torque received by the looper from the rolled material, the torque received from the rolled material tension and the torque due to the looper's own weight. The generating means, a fixed value, a value determined so as to be proportional to the speed at which the looper rises, and a value proportional to the change in the speed command value calculated by the looper height controller are added, and an auxiliary looper is added. The tandem according to claim 1, further comprising: an auxiliary current reference generating unit that calculates a current reference, and outputs a value obtained by adding the main looper current reference and the auxiliary looper current reference as a looper current command value. Control device for hot rolling mill.
【請求項7】タンデム熱間圧延機の各スタンド間に配置
されたルーパの高さ及びスタンド間の圧延材張力を制御
するタンデム熱間圧延機の制御装置であって、 速度設定値に従ってスタンド圧延機主電動機の速度を制
御する主電動機速度制御器と、 ルーパ高さ検出値をルーパ高さ目標値に追随させる主電
動機速度指令値を演算し、この速度指令値によって前記
主電動機速度制御器に加えられる速度設定値を補正する
ルーパ高さ制御器と、 圧延材の張力目標値とルーパ高さ検出値とに基づき、圧
延材の張力を張力目標値に追随させるルーパ電流指令値
を演算するルーパ電流基準発生器と、 ルーパ電流指令値に従ってルーパ電動機の電流を制御す
るルーパ電流制御器と、 ルーパに取付けた張力検出器が受ける力、もしくは、ル
ーパ電動機が受けるトルクから圧延材の張力を演算する
張力演算手段と、 演算された張力にゲインを乗じて得られた値に基づい
て、ルーパ高さ制御系の共振周波数及び減衰定数を変更
する張力分トルク補正手段と、 を備えたタンデム熱間圧延機の制御装置。
7. A controller for a tandem hot rolling mill, which controls the height of a looper arranged between each stand of a tandem hot rolling mill and the tension of a rolled material between the stands, wherein the stand rolling is performed according to a speed set value. The main motor speed controller that controls the speed of the main motor and the main motor speed command value that causes the looper height detection value to follow the looper height target value are calculated, and the main motor speed controller is calculated by this speed command value. A looper height controller that corrects the applied speed setting value, and a looper that calculates the looper current command value that causes the tension of the rolled material to follow the tension target value based on the tension target value of the rolled material and the looper height detection value. The current reference generator, the looper current controller that controls the looper motor current according to the looper current command value, and the force received by the tension detector attached to the looper or the looper motor. Tension calculation means for calculating the tension of the rolled material from the torque, and tension component torque correction means for changing the resonance frequency and damping constant of the looper height control system based on the value obtained by multiplying the calculated tension by the gain And a tandem hot rolling mill control device.
【請求項8】前記張力分トルク補正手段は、演算された
張力にゲインを乗じて得られた値をルーパ電流基準の補
正値として前記ルーパ電流基準発生器から出力されるル
ーパ電流基準から減算すると同時に、この減算により変
化する前記ルーパ高さ制御器のゲインを適切な値に補正
するものである請求項7に記載のタンデム熱間圧延機の
制御装置。
8. The tension component torque correcting means subtracts a value obtained by multiplying the calculated tension by a gain from a looper current reference output from the looper current reference generator as a correction value for the looper current reference. At the same time, the control device for the tandem hot rolling mill according to claim 7, wherein the gain of the looper height controller that changes due to this subtraction is corrected to an appropriate value.
【請求項9】前記張力分トルク補正手段は、演算された
張力にゲインを乗じて得られた値を主機速度指令値の変
更量として前記ルーパ高さ制御器から出力される速度指
令値に加算すると同時に、この加算により変化する前記
ルーパ高さ制御器のゲインを適切な値に補正するもので
ある請求項7に記載のタンデム熱間圧延機の制御装置。
9. The tension component torque correction means adds a value obtained by multiplying the calculated tension by a gain to a speed command value output from the looper height controller as a change amount of a main machine speed command value. At the same time, the gain of the looper height controller that changes due to this addition is corrected to an appropriate value, and the control device for the tandem hot rolling mill according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100780424B1 (en) * 2001-10-26 2007-11-28 주식회사 포스코 Drive motor control apparatus of looper and its control method
EP2926918A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-07 Primetals Technologies Germany GmbH Determination of web tension with modelling of web curvature
CN114833203A (en) * 2022-03-25 2022-08-02 北京首钢股份有限公司 Dynamic calibration method and system for gravity torque of loop of finishing mill

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