JPH09141315A - Control of tension between stands and looper - Google Patents

Control of tension between stands and looper

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Publication number
JPH09141315A
JPH09141315A JP7304321A JP30432195A JPH09141315A JP H09141315 A JPH09141315 A JP H09141315A JP 7304321 A JP7304321 A JP 7304321A JP 30432195 A JP30432195 A JP 30432195A JP H09141315 A JPH09141315 A JP H09141315A
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JP
Japan
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looper
tension
stands
angle
gain
Prior art date
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Pending
Application number
JP7304321A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Yamamoto
和宏 山本
Takayuki Kachi
孝行 加地
Akira Torao
彰 虎尾
Fumihiko Ichikawa
文彦 市川
Kiyoshi Ueda
潔 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably control tension between stands and a looper angle without depending on the variation of characteristics by the looper angle when tension between stands and the looper vary in the case of stock to be rolled with a continuous rolling mill consisting of two or more stands provided with the looper between stands. SOLUTION: In the case of controlling tension generating in stocks to be rolled between stands and the looper angle so as to be a target value by manipulating the roll rotating velocity of the rolling stand 2 and the torque of the looper 4, the looper angle is measured during rolling, the gain of a controller operating the roll rotating velocity command value of the roll stand 2 with a tension and looper angle controller 15 is controlled with a control gain changing device 14 so that smaller the looper angle is larger the gain becomes, and the gain of the controller operating the torque command value of the looper 4 is controlled so that larger the looper angle is, the larger the gain becomes.

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、熱延仕上ミル等の
圧延スタンド間にルーパが配置された連続圧延機におい
て被圧延材の張力及びルーパを制御する際に適用して好
適な、連続圧延機におけるスタンド間張力及びルーパの
制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to continuous rolling suitable for application in controlling the tension and looper of a material to be rolled in a continuous rolling mill having a looper arranged between rolling stands such as a hot rolling finishing mill. The present invention relates to a method for controlling tension between stands and a looper in a machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続圧延機におけるスタンド間張力の変
動は、被圧延材の寸法形状の精度や通板の安定性に影響
を及ぼす。即ち、スタンド間張力が過大になった場合
は、被圧延材の板厚、板幅を減小させ、又、スタンド間
張力が無張力になるとスタンド間に過大なループが発生
したり、被圧延材が蛇行したりする。
2. Description of the Related Art Fluctuations in tension between stands in a continuous rolling mill affect the dimensional accuracy of the material to be rolled and the stability of the strip. That is, if the inter-stand tension becomes excessive, the plate thickness and width of the material to be rolled are reduced, and if the inter-stand tension becomes zero, an excessive loop occurs between the stands or the The material meanders.

【0003】そのため、例えば熱延仕上ミルでは、スタ
ンド間のループ量を適切に維持し、スタンド間張力を安
定に保つためにルーパと呼ばれる機構が設置されてい
る。
Therefore, for example, in a hot rolling finishing mill, a mechanism called a looper is installed in order to properly maintain the loop amount between stands and to keep the tension between stands stable.

【0004】スタンド間張力とルーパ角度は互いに干渉
しており、張力の変動はルーパ角度の変動を誘発し、ル
ーパ角度の変動は張力の変動をもたらす。例えば、スタ
ンド間張力が増大すればルーパは下降し、又、ルーパが
下降すればスタンド間張力が減小する。従って、圧延材
の寸法形状に直接影響する張力を安定に制御すると共
に、ルーパ角度の変動も抑制することが操業の安定の意
味から重要である。
The tension between the stands and the looper angle interfere with each other, the fluctuation of the tension induces the fluctuation of the looper angle, and the fluctuation of the looper angle causes the fluctuation of the tension. For example, if the tension between the stands increases, the looper descends, and if the looper descends, the tension between the stands decreases. Therefore, it is important to stably control the tension that directly affects the dimension and shape of the rolled material and to suppress the fluctuation of the looper angle from the viewpoint of stable operation.

【0005】張力とルーパ角度の2つの量を制御するた
めに、従来から圧延スタンドのロール回転速度、ルーパ
トルクの2つの操作量が用いられている。
In order to control the two amounts, tension and looper angle, two manipulated variables, the roll rotation speed of the rolling stand and the looper torque, have been conventionally used.

【0006】最も一般的な制御方法としては、ルーパ角
度を上流側あるいは下流側の圧延スタンドのロール回転
速度にフィードバックし、ロール回転速度を修正するこ
とによりルーパ角度を一定に制御し、更にルーパトルク
をルーパ角度変動に応じて調整することにより、間接的
に張力を目標値に制御する方法がある。
As the most general control method, the looper angle is fed back to the roll rotation speed of the upstream or downstream rolling stand, and the roll rotation speed is corrected to control the looper angle constant, and the looper torque is further adjusted. There is a method of indirectly controlling the tension to a target value by adjusting according to the looper angle variation.

【0007】上記方法では、張力がオープンループ制御
となっているので、張力制御性が悪いという問題があ
る。そこで、特開昭59−110410に記載されてい
るように、ルーパに設置されたロードセル等により張力
を測定し、圧延スタンドのロール回転速度を操作量とし
て張力を制御し、ルーパトルクあるいはルーパ速度を操
作量としてルーパ角度を制御する、2つのフィードバッ
クループを用いる方法が実用化されている。
The above method has a problem that the tension controllability is poor because the tension is open loop controlled. Therefore, as described in JP-A-59-110410, the tension is measured by a load cell or the like installed in the looper, the tension is controlled by using the roll rotation speed of the rolling stand as an operation amount, and the looper torque or the looper speed is operated. A method using two feedback loops for controlling the looper angle as a quantity has been put into practical use.

【0008】この方法は、前述の如く、張力とルーパ角
度は互いに干渉しており、張力変動はルーパ角度変動を
誘発し、ルーパ角度変動は張力変動をもたらすので、こ
の干渉の影響を相殺する前置補償器と呼ばれる制御器が
併用され、非干渉制御方式と呼ばれている。
In this method, as described above, the tension and the looper angle interfere with each other, the tension fluctuation induces the looper angle fluctuation, and the looper angle fluctuation causes the tension fluctuation. Therefore, before canceling the influence of this interference. A controller called a local compensator is also used, which is called a non-interference control system.

【0009】その他にも、特開昭59−118213、
特開昭59−118214や、特開平5−131207
に記載されているような、積分型最適レギュレータの適
用、H∞制御の適用等も行われている。
[0009] In addition, JP-A-59-118213,
JP-A-59-118214 and JP-A-5-131207
The application of the integral type optimum regulator, the application of H ∞ control, etc. are also performed as described in (1).

【0010】上記積分型最適レギュレータの適用におい
ては、制御すべき量であるがスタンド間張力、ルーパ角
度に加えて、ロール回転速度、ルーパ速度などの状態量
をもフィードバックし、制御すべき量であるスタンド間
張力、ルーパ角度と制御入力であるロール回転速度指
令、ルーパ速度指令の重み付き2乗誤差積分関数を最小
化するように制御器が設計される。この方法によれば、
重み付き2乗誤差積分関数における重みの選定によって
制御系の応答が変わり、所望の応答を得るために試行錯
誤を要するものの、単に安定な制御系を構成できるだけ
でなく、制御対象のある程度のモデル誤差があっても安
定性を維持できる制御系を構成できる。又、フィードバ
ック量に定数ゲインを乗じて上記制御入力となる点で制
御器が容易である。
In the application of the above-mentioned integral type optimum regulator, the amount to be controlled is the amount to be controlled by feeding back not only the tension between the stands and the looper angle but also the state quantities such as the roll rotation speed and the looper speed. The controller is designed to minimize the weighted squared error integral function of a certain stand-to-stand tension, looper angle and control input roll rotation speed command and looper speed command. According to this method,
Although the response of the control system changes depending on the selection of the weight in the weighted squared error integration function and trial and error are required to obtain the desired response, not only can a stable control system be constructed, but some model error of the controlled object Even if there is, a control system that can maintain stability can be configured. Further, the controller is easy in that the feedback amount is multiplied by a constant gain to be the control input.

【0011】又、前記H∞制御の適用においては、制御
系の周波数特性を、予想されるヤング率などのモデル誤
差、及び板温度変動、板厚変動などの外乱に対応できる
ように設計できる。この方法では、制御すべき量である
スタンド間張力、ルーパ角度のみをフィードバックする
場合と、状態量を含めてフィードバックする場合があ
る。この方法によれば、設計しようとする周波数特性に
よっては制御器が高次元で複雑になる場合があるもの
の、従来より単純な系においてよく行われてきたPI制
御器の周波数特性に基づく設計法と同様な考え方で制御
系を設計できる。
Further, in the application of the H∞ control, the frequency characteristic of the control system can be designed so as to cope with the model error such as the expected Young's modulus and the disturbance such as the plate temperature fluctuation and the plate thickness fluctuation. In this method, there are cases where only the inter-stand tension and looper angle, which are the quantities to be controlled, are fed back, and there are cases where the state quantity is included in the feedback. According to this method, although the controller may be complicated in a high dimension depending on the frequency characteristic to be designed, a design method based on the frequency characteristic of the PI controller, which has been often used in a simpler system than the conventional method. A control system can be designed in the same way.

【0012】以上説明した従来の各制御方法の設計にお
いては、ロール回転速度指令値及びルーパトルク指令値
を算出する制御装置は、ある適当なスタンド間張力及び
ルーパ角度において最適に設計され、圧延中に生じるス
タンド間張力及びルーパ角度の変化によらず一定のまま
用いられている。
In the design of each of the conventional control methods described above, the control device for calculating the roll rotation speed command value and the looper torque command value is optimally designed at a certain appropriate stand tension and looper angle, and It is used as it is regardless of the change in tension between stands and the generated looper angle.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロール
回転速度指令及びルーパトルク指令からスタンド間張力
及びルーパ角度に至る制御対象の特性は、ルーパ角度に
よって大きく変化する。このロール回転速度指令及びル
ーパトルク指令からスタンド間張力及びルーパ角度に至
る制御対象の物理モデルを、図1に示す。この図1にお
いて、ロール回転速度指令VRrefからスタンド間張力σ
及びルーパ角度θに至る特性はそれぞれ次の式(1)及
び式(2)のようになる。但し、ここで、式中のsはラ
プラス演算子であり、又、各記号の意味は以下のとおり
である。
However, the characteristics of the controlled object from the roll rotation speed command and the looper torque command to the inter-stand tension and the looper angle greatly change depending on the looper angle. FIG. 1 shows a physical model of a control target from the roll rotation speed command and the looper torque command to the inter-stand tension and the looper angle. In FIG. 1, tension between roll stands σ is calculated from the roll rotation speed command V Rref.
And the characteristics up to the looper angle θ are expressed by the following equations (1) and (2), respectively. However, here, s in the formula is a Laplace operator, and the meaning of each symbol is as follows.

【0014】[0014]

【数1】 σ:スタンド間張力 θ:ルーパ角度 WL :ルーパ速度 VR :ロール回転速度 VRref:ロール回転速度指令値 KVt:スタンド間張力から材料速度への影響係数 e=E/L(E:ヤング率、L:スタンド間距離) J:ルーパ慣性モーメント KVN:ルーパ速度から材料速度への影響係数 Kgt:スタンド間張力からルーパトルクへの影響係数 f:先進率 TV :ロール回転速度制御装置の時定数 gref:ルーパトルク指令値 D:ルーパダンパ係数(Equation 1) σ: Tension between stands θ: Looper angle W L : Looper speed V R : Roll rotation speed V Rref : Roll rotation speed command value K Vt : Influence coefficient from stand tension to material speed e = E / L (E: Young rate, L: interstand distance) J: looper inertia K VN: influence coefficient K gt from the looper speed to the material speed: influence coefficient from interstand tension to Rupatoruku f: forward slip T V: the roll rotation speed control device Time constant gref: Looper torque command value D: Looper damper coefficient

【0015】上記式(1)の安定性は、破線で囲んで示
した、式(1)における2次項(a)及び式(2)にお
ける2次項(b)の安定性に依存し、2次項(a)及び
(b)の安定性の指標となる減衰定数ζを求めると、
(a)、(b)の減衰定数ζは共に次のようになる。
The stability of the above equation (1) depends on the stability of the quadratic term (a) in the equation (1) and the quadratic term (b) in the equation (2), which are surrounded by broken lines, and depends on the quadratic term. When the damping constant ζ which is an index of stability of (a) and (b) is obtained,
The damping constants ζ in (a) and (b) are as follows.

【0016】 ζ=(1/2)・(D+J・e・KVt) ÷{J・e(D・KVt+KVN・Kgt)}1/2 …(3)Ζ = (1/2) · (D + J · e · K Vt ) ÷ {J · e (D · K Vt + K VN · K gt )} 1/2 (3)

【0017】上記式(3)において、ルーパ角度が小さ
いほど、KVN及びKgtが小さくなるために、減衰定数ζ
は大きくなり、制御対象の安定性はよくなる。
In the above equation (3), the smaller the looper angle, the smaller K VN and K gt.
Is larger, and the stability of the controlled object is better.

【0018】又、スタンド間張力に関する式(1)の2
次項(a)の定常ゲインGt(s)を求めると、次の式
(4)のようになる。
In addition, 2 in the equation (1) regarding the tension between the stands
When the steady-state gain Gt (s) of the next item (a) is obtained, the following equation (4) is obtained.

【0019】 Gt =1/(D・KVt+KVN・Kgt) …(4)Gt = 1 / (D · K Vt + K VN · K gt ) (4)

【0020】この式(4)においては、先程と同様に、
ルーパ角度が小さいほど、KVN及びKgtが小さくなるた
めに、定常ゲインGt は大きくなり、スタンド間張力が
大きく変動する。
In this equation (4), as in the previous case,
As the looper angle becomes smaller, K VN and K gt become smaller, so that the steady gain Gt becomes larger and the inter-stand tension greatly fluctuates.

【0021】即ち、ルーパ角度が小さいほど、ルーパは
安定に動作するが、張力変動は大きくなる。又、逆にル
ーパ角度が大きいほど、ルーパは不安定になるが、張力
変動は小さくなる。
That is, the smaller the looper angle, the more stable the looper operates, but the larger the tension fluctuation. Conversely, the larger the looper angle, the more unstable the looper becomes, but the smaller the tension fluctuation.

【0022】従って、前述した従来技術では、ロール回
転速度指令値及びルーパトルク指令値を算出する制御装
置は、ルーパ角度変化によらずにゲインが一定となって
いるため、ルーパが下降し、ルーパ角度が小さくなった
場合にはスタンド間張力の変動が大きくなり、張力が増
大して被圧延材の幅縮みが発生してしまう問題があっ
た。又、逆にルーパが上昇し、ルーパ角度が大きくなっ
ている場合にはロール回転速度指令値及びルーパトルク
指令値が過剰に出力されて、ルーパが振動したり、急激
にルーパが下降してしまう問題があった。
Therefore, in the above-mentioned prior art, the control device for calculating the roll rotation speed command value and the looper torque command value has a constant gain regardless of the change of the looper angle, so that the looper descends and the looper angle is decreased. In the case of a small value, there is a problem that the fluctuation of the tension between the stands becomes large, the tension increases, and the width of the rolled material shrinks. On the contrary, when the looper rises and the looper angle becomes large, the roll rotation speed command value and the looper torque command value are excessively output, and the looper vibrates or the looper suddenly descends. was there.

【0023】なお、従来技術の中でも、特に、ルーパ角
度を上流側あるいは下流側の圧延スタンドのロール回転
速度にフィードバックし、ロール回転速度を修正するこ
とによりルーパ角度を一定に制御する方法においては、
ルーパ角度に関連する前記式(2)の2次項(b)の定
常項が、ルーパ角度が低いほど大きくなることに注目
し、その分を打ち消すように制御装置のゲインを小さく
することも考えられるが、このようなゲイン変更は逆に
スタンド間張力の変動を増大させる結果となる。
Among the conventional techniques, particularly, in the method of feeding back the looper angle to the roll rotation speed of the upstream or downstream rolling stand and correcting the roll rotation speed to control the looper angle constant,
Note that the steady-state term of the quadratic term (b) of the equation (2) related to the looper angle becomes larger as the looper angle becomes lower, and it is conceivable to reduce the gain of the control device so as to cancel it. However, such a gain change, on the contrary, results in an increase in the fluctuation of tension between stands.

【0024】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、スタンド間にルーパを備えた2スタ
ンド以上からなる連続圧延機により被圧延材を圧延する
に際し、スタンド間張力及びルーパが変動した場合に、
ルーパ角度による前記特性の変化によらずにスタンド間
張力及びルーパ角度を安定に目標値に制御することを課
題とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. When rolling a material to be rolled by a continuous rolling mill having two or more stands equipped with loopers between the stands, the tension between the stands and the looper are increased. When fluctuates,
An object of the present invention is to stably control the inter-stand tension and the looper angle to a target value without depending on the change in the characteristics due to the looper angle.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明の第1発明は、圧
延スタンド間にルーパを備えた2スタンド以上からなる
連続圧延機により、被圧延材を圧延するに際し、前記圧
延スタンドのロール回転速度及び前記ルーパのトルクを
操作することにより、スタンド間の被圧延材に発生する
張力及び前記ルーパの角度を目標値に制御する、連続圧
延機におけるスタンド間張力及びルーパの制御方法にお
いて、ルーパ角度を圧延中に測定すると共に、前記圧延
スタンドのロール回転速度指令値を演算する制御装置の
ゲインを、ルーパ角度が小さい場合ほど大きくすること
により、前記課題を解決したものである。
A first aspect of the present invention is to roll a rolling material of a rolling stand by rolling a material to be rolled by a continuous rolling mill having two or more stands equipped with a looper between the rolling stands. By controlling the torque of the looper and the tension of the material to be rolled between the stands and the angle of the looper to a target value, in the method for controlling the tension between the stands and the looper in the continuous rolling mill, the looper angle is The above problem is solved by increasing the gain of the control device that measures the roll rotation speed command value of the rolling stand during rolling, and increases the gain when the looper angle is smaller.

【0026】第2発明は、同様のスタンド間張力及びル
ーパの制御方法において、ルーパ角度を圧延中に測定す
ると共に、前記ルーパのトルク指令値を演算する制御装
置のゲインを、ルーパ角度が大きい場合ほど大きくする
ことにより、同様に前記課題を解決したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the same inter-stand tension and looper control method, the looper angle is measured during rolling, and the gain of the control device for calculating the torque command value of the looper is set when the looper angle is large. The problem is similarly solved by increasing the size.

【0027】第3発明は、同様のスタンド間張力及びル
ーパ制御方法において、ルーパ角度を圧延中に測定する
と共に、前記圧延スタンドのロール回転速度指令値を演
算する制御装置のゲインを、ルーパ角度が小さい場合ほ
ど大きくし、且つ、前記ルーパのトルク指令値を演算す
る制御装置のゲインをルーパ角度が大きい場合ほど大き
くすることにより、同様に前記課題を解決したものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the same inter-stand tension and looper control method, the looper angle is measured during rolling, and the gain of the control device for calculating the roll rotation speed command value of the rolling stand is set to the looper angle. The problem is similarly solved by increasing the gain when the looper angle is small and increasing the gain of the control device that calculates the torque command value of the looper when the looper angle is large.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0029】本発明の実施の形態による連続圧延機にお
けるスタンド間張力及びルーパの制御方法では、ロール
回転速度及びルーパのトルクを操作することにより、ス
タンド間の被圧延材に発生する張力及びルーパ角度を目
標値に制御するに際して、圧延に先立って行われる設定
計算結果によって算出された、スタンド間における被圧
延材の寸法や張力目標値、ルーパ角度目標値等に基づい
て、ロール回転速度指令値及びルーパトルク指令値を演
算する制御装置を設計する。
In the method of controlling the tension between the stands and the looper in the continuous rolling mill according to the embodiment of the present invention, the tension and the looper angle generated in the material to be rolled between the stands are controlled by operating the roll rotation speed and the torque of the looper. When controlling to a target value, calculated by the setting calculation result performed prior to rolling, based on the dimensions and tension target value of the material to be rolled between the stands, looper angle target value, etc., the roll rotation speed command value and Design a controller that calculates the looper torque command value.

【0030】従来は、圧延中は圧延前に設計された制御
装置を一定の条件で動作させていたのに対し、本実施形
態では測定されたルーパ角度に基づいて、ルーパ角度の
変化による制御対象の特性変化を考慮して、前記指令値
(操作量)を演算する制御装置の動作状況を変えるよう
にする。
In the past, the control device designed before rolling was operated under constant conditions during rolling, whereas in the present embodiment, the control target based on the change in looper angle is based on the measured looper angle. In consideration of the change in the characteristics, the operating condition of the control device that calculates the command value (operation amount) is changed.

【0031】即ち、スタンド間張力やルーパ角度などの
フィードバック量又は該フィードバック量を積分あるい
は微分した量又は比例積分した量等のフィードバック量
に基づいた量に対して乗算し、操作量であるロール回転
速度指令値を演算する制御装置のゲインを、ルーパ角度
が小さい程大きくする。
That is, the amount of feedback such as the tension between the stands and the looper angle, or the amount based on the amount of feedback such as the amount obtained by integrating or differentiating the feedback amount or the amount obtained by proportionally integrating the product is multiplied, and the roll rotation is the operation amount. The smaller the looper angle, the larger the gain of the control device that calculates the speed command value.

【0032】又、スタンド間張力やルーパ角度などのフ
ィードバック量又は該フィードバック量を積分あるいは
微分した量又は比例積分した量等のフィードバック量に
基づいた量に対して乗算し、操作量であるルーパトルク
指令値を演算する制御装置のゲインを、ルーパ角度が大
きい程大きくする。
Further, a feedback amount such as a tension between stands or a looper angle or an amount based on a feedback amount such as an amount obtained by integrating or differentiating the feedback amount or an amount obtained by proportionally integrating is multiplied to obtain a looper torque command as an operation amount. The larger the looper angle, the larger the gain of the control device that calculates the value.

【0033】本実施形態では、このように制御装置の動
作状況を変えることにより、スタンド間張力及びルーパ
角度が目標値から変動した場合に、ルーパ角度による前
記特性の変化によらずに、スタンド間張力及びルーパ角
度を安定に目標値に回復させることができる。
In this embodiment, by changing the operation status of the control device in this way, when the inter-stand tension and the looper angle fluctuate from the target values, the inter-stand inter-stand does not change regardless of the change in the characteristics due to the looper angle. It is possible to stably recover the tension and the looper angle to the target values.

【0034】次に、図面を用いて、より具体的な実施の
形態の例として、熱間圧延機におけるスタンド間張力と
ルーパの制御において、ルーパ角度を上流側の圧延スタ
ンドのロール回転速度にフィードバックしてルーパ角度
を一定にする制御に適用した例を詳細に説明する。
Next, referring to the drawings, as an example of a more specific embodiment, in controlling the inter-stand tension and the looper in a hot rolling mill, the looper angle is fed back to the roll rotation speed of the upstream rolling stand. An example of applying the control to make the looper angle constant will be described in detail.

【0035】図2は、熱間圧延機における隣接する2つ
のスタンドに本発明方法を適用した場合の全体構成図で
ある。1は被圧延材、2、3は隣接する2つの第iスタ
ンドと第i+1 スタンドであり、2a、2b、3a、3b
はワークロールを表わす。ワークロール2a、2bはモ
ータ5で駆動され、該モータ5は速度制御装置8により
ワークロール2a、2bが速度目標値で回転するように
制御される。
FIG. 2 is an overall configuration diagram when the method of the present invention is applied to two adjacent stands in a hot rolling mill. 1 is a material to be rolled, 2 and 3 are two adjacent i-th stand and i + 1-th stand, and 2a, 2b, 3a, 3b
Represents a work roll. The work rolls 2a, 2b are driven by a motor 5, and the motor 5 is controlled by a speed controller 8 so that the work rolls 2a, 2b rotate at a target speed value.

【0036】又、スタンド間に設置されているルーパ4
は、図中左から右へ移送されつつ圧延される被圧延材1
を下方から支持するもので、先端にルーパロール4aを
備えており、ルーパアーム4bの基部にはルーパ4に駆
動トルクを付与するためのモータ6が設置され、このモ
ータ6はルーパトルク制御装置10により目標トルクを
発生するように制御される。
Further, the looper 4 installed between the stands
Is a material 1 to be rolled while being transferred from left to right in the figure
Is supported from below and is equipped with a looper roll 4a at its tip, and a motor 6 for applying a driving torque to the looper 4 is installed at the base of the looper arm 4b. Is controlled to occur.

【0037】本実施形態に適用される制御ゲイン変更装
置14では、例えば角度検出器13よりルーパ角度の検
出値が入力されると、張力及びルーパ角度制御装置15
において使用されている制御ゲインの変更量を算出す
る。この張力及びルーパ角度制御装置15は、制御ゲイ
ン変更装置14から入力された制御ゲインの変更量に従
って制御ゲインを変更し、ルーパトルク制御装置10及
び速度制御装置8に対する指令値を演算する。
In the control gain changing device 14 applied to the present embodiment, for example, when the detected value of the looper angle is inputted from the angle detector 13, the tension and looper angle control device 15 is obtained.
Calculate the change amount of the control gain used in. The tension and looper angle control device 15 changes the control gain according to the amount of change in the control gain input from the control gain changing device 14, and calculates the command value for the looper torque control device 10 and the speed control device 8.

【0038】上記制御ゲイン変更装置14による制御ゲ
イン変更量の演算は、以下のようにして行う。
The calculation of the control gain change amount by the control gain change device 14 is performed as follows.

【0039】前記第1発明に係る第1実施形態では、例
えば、ルーパ角度を目標値に制御すべく、ルーパ角度変
動をフィードバックして、速度制御装置8に対するロー
ル回転速度指令値を演算するロール回転速度指令ゲイン
Gv は、張力変動の増大を抑制するように、例えば図3
に示すように、ルーパ角度に対する前記式(4)の変化
に比例させて、ルーパ角度が小さいほど大きくなるよう
にする。
In the first embodiment according to the first aspect of the invention, for example, in order to control the looper angle to a target value, the roll rotation angle feedback is fed back to calculate a roll rotation speed command value for the speed control device 8. The speed command gain Gv is set, for example, as shown in FIG.
As shown in (3), the smaller the looper angle, the larger it becomes in proportion to the change in the equation (4) with respect to the looper angle.

【0040】又、前記第2発明に係る第2実施形態で
は、ルーパ変動を抑制すべく、ルーパ速度をフィードバ
ックしてルーパトルク制御装置10に対するルーパトル
ク指令値を演算するルーパトルク指令ゲインGg は、ル
ーパダンパ係数Dを補正するように働くため、制御系の
安定性を確保するために、前記式(3)において示され
るようなルーパ角度変化に対する減衰定数ζの変化を補
償するようなルーパダンパ係数Dの補正量とする。この
ようにルーパトルク指令ゲインGg を決めると、前記式
(4)から明らかなように、該ゲインGg は、例えば図
4に示すようにルーパ角度が大きい場合ほど大きくな
る。
Further, in the second embodiment according to the second aspect of the invention, the looper torque command gain Gg for calculating the looper torque command value for the looper torque control device 10 by feeding back the looper speed in order to suppress the looper fluctuation is the looper damper coefficient D. In order to ensure the stability of the control system, the correction amount of the looper damper coefficient D for compensating for the change of the damping constant ζ with respect to the change of the looper angle as shown in the equation (3), and To do. When the looper torque command gain Gg is determined in this manner, the gain Gg becomes larger as the looper angle is larger as shown in FIG. 4, for example, as is clear from the equation (4).

【0041】又、前記第3発明に係る第3実施形態で
は、上記第1実施形態と第2実施形態で実行するゲイン
変更を同時に行う。但し、ゲイン変更を同時に行う場合
は、ルーパトルク制御装置に対するルーパトルク指令を
演算するゲインの変化によって、ルーパのダンパ項Dが
大きくなる効果が生じるために、その分を前記式(4)
に反映させた後、ロール回転速度指令値を演算するゲイ
ンを変更する。なお、前記図3、図4で破線は、ルーパ
角度が変わってもゲインGv 、Gg は一定である従来技
術の場合を示している。
Further, in the third embodiment according to the third aspect of the invention, the gain change executed in the first embodiment and the second embodiment is simultaneously performed. However, when the gain is changed at the same time, the change in the gain for calculating the looper torque command to the looper torque control device has the effect of increasing the damper term D of the looper.
After that, the gain for calculating the roll rotation speed command value is changed. The broken lines in FIGS. 3 and 4 show the case of the prior art in which the gains Gv and Gg are constant even if the looper angle changes.

【0042】次に、2スタンドからなる連続熱間圧延機
のシミュレータに本発明に係る前記第3実施形態を適用
したときの実施例による制御結果を、図5、図6に示
す。
Next, FIGS. 5 and 6 show the control results according to the example when the third embodiment according to the present invention is applied to the simulator of the continuous hot rolling mill consisting of two stands.

【0043】この図5、図6には、第1スタンドと第2
スタンド間の被圧延材が板厚6mmで、板幅1500m
mになるように、これらスタンド間の目標張力を10M
Pa、目標ルーパ角度を14度として、一般鋼を圧延し
た場合の被圧延材の張力とルーパ角度を、本実施例と従
来法の場合を対比して示した。図5はスタンド間張力の
制御結果で、図6はルーパ角度の制御結果である。
In FIGS. 5 and 6, the first stand and the second stand are shown.
The material to be rolled between stands has a plate thickness of 6 mm and a plate width of 1500 m
The target tension between these stands is 10M
Pa and the target looper angle were set to 14 degrees, and the tension and looper angle of the material to be rolled when rolling the general steel are shown in comparison between the present example and the conventional method. FIG. 5 shows the control result of the tension between the stands, and FIG. 6 shows the control result of the looper angle.

【0044】上記図5、図6から明らかなように、本実
施例によると、従来の方法と比較してスタンド間張力変
動及びルーパ角度変動が共に抑制され、特に目標張力に
対してスタンド間張力の増大が大幅に抑制されている。
As is clear from FIGS. 5 and 6, according to the present embodiment, both the inter-stand tension fluctuation and the looper angle fluctuation are suppressed as compared with the conventional method, and in particular, the inter-stand tension with respect to the target tension. Is greatly suppressed.

【0045】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。
The present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0046】例えば、本発明では、ルーパ速度制御系を
併用して、張力及びルーパ角度制御値15がルーパ速度
制御系にルーパ速度指令値を与えるようにしても良い。
For example, in the present invention, the looper speed control system may be used in combination so that the tension and looper angle control value 15 gives the looper speed command value to the looper speed control system.

【0047】又、ルーパ角度を下流側の圧延スタンドの
ロール回転速度にフィードバックし、ルーパ角度を一定
に制御するようにしてもよく、又、板厚制御系と併用し
てもよい。又、制御対象も熱間圧延に限定されない。
The looper angle may be fed back to the roll rotation speed of the rolling stand on the downstream side to control the looper angle constant, or may be used in combination with a strip thickness control system. Further, the control target is not limited to hot rolling.

【0048】又、従来技術として説明した、前記非干渉
制御やH∞制御においても、その設計過程で用いる張
力、ルーパ系のモデルは、既に説明したようにルーパ角
度に応じて変化するので、ゲインを圧延中に一定値のま
まとすればルーパ角度の変化によって制御性能が劣化す
る。従って、これら制御方法に対しても本発明を適用
し、圧延中にゲインを変えるようにすれば、ルーパ角度
の変化によらずに制御性能を維持できる。その具体的な
実施の形態としては、図2と同様な形態でよいが、ルー
パ速度制御系を併用して、張力及びルーパ角度制御値1
5がルーパ速度制御系にルーパ速度指令を与えるように
しても良い。
Also in the non-interference control and the H∞ control described as the prior art, the tension and the looper system model used in the design process change according to the looper angle as already described, and therefore the gain is increased. If a constant value is maintained during rolling, the control performance will deteriorate due to changes in the looper angle. Therefore, if the present invention is applied to these control methods and the gain is changed during rolling, control performance can be maintained regardless of changes in the looper angle. As a concrete embodiment thereof, the same form as that shown in FIG. 2 may be used, but a tension and looper angle control value 1 is used by using a looper speed control system together.
5 may give a looper speed command to the looper speed control system.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
スタンド間にルーパを備えた2スタンド以上からなる連
続圧延機により、被圧延材を圧延するに際し、ルーパ角
度を圧延中に測定すると共に、ルーパ角度の変化による
制御対象の特性変化を考慮して制御装置の動作状況を変
えるようにしたので、スタンド間張力及びルーパ角度が
目標値から変動した場合に、スタンド間張力及びルーパ
角度を安定に目標値に回復させるように制御することが
できる。従って、鋼板等の板材では、圧延中に張力変動
が生じると、板幅が変化することが知られているが、本
発明により、板幅を一定にする制御性が向上し、製品の
歩留り向上が可能となる。
As described above, according to the present invention,
When rolling a material to be rolled by a continuous rolling mill with two or more stands equipped with loopers between the stands, the looper angle is measured during rolling, and control is performed in consideration of the characteristic change of the control target due to the change of the looper angle. Since the operating condition of the apparatus is changed, when the inter-stand tension and the looper angle fluctuate from the target values, the inter-stand tension and the looper angle can be controlled to be stably restored to the target values. Therefore, in plate materials such as steel plates, it is known that when the tension changes during rolling, the plate width changes, but the present invention improves the controllability of making the plate width constant and improves the product yield. Is possible.

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

【図1】ロール回転速度指令及びルーパトルク指令か
ら、スタンド間張力及びルーパ角度までの特性を表わす
物理モデルを示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a physical model showing characteristics from a roll rotation speed command and a looper torque command to a tension between stands and a looper angle.

【図2】熱間圧延に適用した本発明の実施の形態に用い
られる制御系を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a control system used in an embodiment of the present invention applied to hot rolling.

【図3】本発明の実施の形態によるゲインを従来法と比
較して示した線図
FIG. 3 is a diagram showing a gain according to an embodiment of the present invention in comparison with a conventional method.

【図4】本発明の実施の形態によるゲインを従来法と比
較して示した他の線図
FIG. 4 is another diagram showing the gain according to the embodiment of the present invention in comparison with the conventional method.

【図5】本発明による張力の制御応答の一例を従来法と
比較して示した線図
FIG. 5 is a diagram showing an example of tension control response according to the present invention in comparison with a conventional method.

【図6】本発明によるルーパ角度の制御応答の一例を従
来法と比較して示した線図
FIG. 6 is a diagram showing an example of a looper angle control response according to the present invention in comparison with a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被圧延材 2…第iスタンド 3…第i+1 スタンド 2a、2b、3a、3b…ワークロール 4…ルーパ 4a…ルーパロール 4b…ルーパアーム 5、6、7…モータ 8、9…速度制御装置 10…ルーパトルク制御装置 11、12…圧下位置制御装置 13…ルーパ角度検出器 14…制御ゲイン変更装置 15…張力及びルーパ角度制御装置 16…上位計算機 1 ... Rolled material 2 ... i-th stand 3 ... i + 1st stand 2a, 2b, 3a, 3b ... Work roll 4 ... Looper 4a ... Looper roll 4b ... Looper arm 5, 6, 7 ... Motor 8, 9 ... Speed control device 10 ... Looper torque control device 11, 12 ... Rolling position control device 13 ... Looper angle detector 14 ... Control gain changing device 15 ... Tension and looper angle control device 16 ... Host computer

フロントページの続き (72)発明者 虎尾 彰 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 市川 文彦 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 植田 潔 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内Front Page Continuation (72) Inventor Akira Torao 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba, Chiba Prefecture Inside the Kawasaki Steel Research Laboratory (72) Inventor Fumihiko Ichikawa 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd. Company Technology Research Institute (72) Inventor Kiyoshi Ueda, Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd. Chiba Works

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧延スタンド間にルーパを備えた2スタン
ド以上からなる連続圧延機により、被圧延材を圧延する
に際し、 前記圧延スタンドのロール回転速度及び前記ルーパのト
ルクを操作することにより、スタンド間の被圧延材に発
生する張力及び前記ルーパの角度を目標値に制御する、
連続圧延機におけるスタンド間張力及びルーパの制御方
法において、 ルーパ角度を圧延中に測定すると共に、前記圧延スタン
ドのロール回転速度指令値を演算する制御装置のゲイン
を、ルーパ角度が小さい場合ほど大きくする、及び/又
は、前記ルーパのトルク指令値を演算する制御装置のゲ
インを、ルーパ角度が大きい場合ほど大きくすることを
特徴とした連続圧延機におけるスタンド間張力及びルー
パの制御方法。
1. A stand for rolling a material to be rolled by a continuous rolling mill having two or more stands equipped with a looper between rolling stands, by operating a roll rotation speed of the rolling stand and a torque of the looper. Controlling the tension generated in the rolled material between and the angle of the looper to a target value,
In a method for controlling inter-stand tension and looper in a continuous rolling mill, the looper angle is measured during rolling, and the gain of a controller for calculating a roll rotation speed command value of the rolling stand is increased as the looper angle is smaller. And / or a control method for controlling the inter-stand tension and the looper in the continuous rolling mill, wherein the gain of the control device that calculates the torque command value of the looper is increased as the looper angle is larger.
【請求項2】請求項1において、 圧延スタンドのロール回転速度の操作量を演算する制御
装置のゲインが、スタンド間張力やルーパ角度などのフ
ィードバック量に基づいた量に対して乗算し、操作量で
あるロール回転速度指令値を演算する係数であり、 ルーパのトルクの操作量を演算する制御装置のゲイン
が、スタンド間張力やルーパ角度などのフィードバック
量に基づいた量に対して乗算し、操作量であるルーパ速
度指令値又はルーパトルク指令値を演算する係数である
ことを特徴とした連続圧延機におけるスタンド間張力及
びルーパの制御方法。
2. The operation amount according to claim 1, wherein a gain of a control device for calculating an operation amount of a roll rotation speed of a rolling stand is multiplied by an amount based on a feedback amount such as a tension between stands and a looper angle. Is a coefficient for calculating the roll rotation speed command value, and the gain of the control device that calculates the operation amount of the looper torque is multiplied by the amount based on the feedback amount such as the tension between the stands and the looper angle, and the operation is performed. A method for controlling inter-stand tension and looper in a continuous rolling mill, which is a coefficient for calculating a looper speed command value or a looper torque command value, which is a quantity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009045635A (en) * 2007-08-16 2009-03-05 Kobe Steel Ltd Method of controlling tension of rolled stock and rolling mill
KR101140864B1 (en) * 2009-03-26 2012-05-03 현대제철 주식회사 Device for inputting a angle of looper
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CN104550259A (en) * 2014-12-23 2015-04-29 北京首钢股份有限公司 Loop pulling method of finishing mill and loop pulling and control device of finishing mill
CN110560488A (en) * 2019-09-26 2019-12-13 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 Control method for improving threading stability of hot-rolled strip steel

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