JPH09323108A - 圧延機ダイナミックセットアップ制御装置及び方法 - Google Patents
圧延機ダイナミックセットアップ制御装置及び方法Info
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- JPH09323108A JPH09323108A JP8143066A JP14306696A JPH09323108A JP H09323108 A JPH09323108 A JP H09323108A JP 8143066 A JP8143066 A JP 8143066A JP 14306696 A JP14306696 A JP 14306696A JP H09323108 A JPH09323108 A JP H09323108A
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Abstract
プ制御を高精度に実行し、圧延機の全スタンドの圧延状
態を最適にするセットアップ制御方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】圧延状態を推定するモデル2と、モデル2
による状態推定結果と前段スタンド1-1の圧延実績か
ら後段スタンド1-2の設定値の修正量を求める第1修
正演算部3と、モデル2の推定結果と前段スタンド1-
1の圧延実績から全体のバランスを考慮しながら圧延機
システム1における全スタンドの最適な設定値を求める
第2修正演算部4と、第1修正演算部3及び第2修正演
算部4の動作の制御を行なう修正制御部5とを有する。
Description
及び方法に係り、特に、セットアップ制御を行う圧延機
ダイナミックセットアップ制御装置及び方法に関する。
圧延される材料の物理的特性や最終的に生成される製品
の板厚等から、どのような圧延スケジュールで圧延する
かを決定し、圧延機の各スタンドでの目標値(出側板
厚、後方張力等)や、各スタンドでの圧延状態を変更さ
せるアクチュエータの初期設定値(圧下位置、ロール速
度等)を決定する。以下では目標値と初期設定値とを併
せて、設定値と呼ぶ。
実際に圧延が行われると、圧延材の板厚むらや硬度むら
等の外乱により製品の板厚等が誤差を生じる場合があ
る。このような場合に生じた誤差を修正するため、従
来、フィードバック及びフィードフォワード制御を圧延
中に行ない、ダイナミック(動的)に圧下位置やロール
速度を修正する。
行なう制御をセットアップ制御系、圧延中に目標板厚か
らのずれをフィードバックする制御をDDC系と呼ぶ。
従来から行なわれているセットアップ制御系は、圧延前
に設定値を設定するだけであり、圧延材の物理的性質が
予測値と異なっている場合、フィードバック制御のDD
C系が動作するまで圧延材の板厚等偏差が生じることに
なる。
が介入して圧下位置やロール速度等の設定値を変更して
いた。例えば、特開平3−32411号公報に記載され
ている従来例では、第1スタンド及び第2スタンドの圧
延実績値を用いて、第3スタンド以降の設定値に関する
修正量を計算し、前記設定値を修正することによって、
上記問題に対処している。
来技術では、第1、第2スタンドの実績から第3スタン
ド以降の設定値を変更するが、設定値の変更量が大きい
と、圧延機の各スタンドに分担させた負荷等のバランス
を、結果的に悪化させてしまうという問題があった。
ので、圧延機の各スタンドのバランスを悪化させないよ
うにセットアップ制御することができる、圧延機ダイナ
ミックセットアップ制御装置及び方法を提供することを
目的とする。
タンドの各種設定値をより高精度に計算すると共に、全
てのスタンドの圧延状態を負荷バランスがとれた、より
最適な状態にすることが可能な、圧延機ダイナミックセ
ットアップ制御装置及び方法を提供することを目的とす
る。
に、本発明の圧延機ダイナミックセットアップ制御装置
は、前記圧延機で圧延される圧延材の前工程での情報を
記憶する圧延材情報記憶部と、前記圧延機の前段側に位
置する予め定めた前段スタンドの前記状態計測部の計測
値結果及び前記圧延材情報記憶部のデータから、前記前
段スタンドでの圧延状態をモデルを使って推定するモデ
ル部と、前記モデル部の推定結果及び前記前段スタンド
の前記状態計測部の計測結果から、前記前段スタンドよ
り後段側に位置する予め定めた後段スタンドについて、
前記セットアップ制御部により設定された前記設定値の
修正量を計算する第1修正演算部と、前記モデル部の推
定結果及び前記前段スタンドの前記状態計測部の計測結
果から、前記圧延機の全スタンドでの圧延状態が予め定
められた条件を満足するための、各スタンドでの設定値
をそれぞれ計算する第2修正演算部と、前記第1修正演
算部及び前記第2修正演算部の動作の制御を行なう修正
制御部とを有する。
の圧延機ダイナミックセットアップ制御方法では、前記
圧延機で圧延される圧延材の前工程での情報及び前記圧
延機の前段側に位置する予め定めた前段スタンドの前記
状態計測部の計測結果から、前記前段スタンドでの圧延
状態をモデルを使って推定し、前記推定結果及び当該推
定結果に対応する前記前段スタンドの前記状態計測部の
計測結果から、前記前段スタンドより後段側に位置する
予め定めた後段スタンドについて設定されている設定値
を修正し、前記推定結果と前記前段スタンドの前記状態
計測部の計測結果とから、前記圧延機の全スタンドの圧
延状態が予め定められた条件を満足させるように、各ス
タンドの設定値を修正する。
に対してダイナミックセットアップ制御方法を実行す
る、圧延機ダイナミックセットアップ制御装置の実施の
形態について、図面を参照して説明する。
る圧延機システムについて、図1を参照して説明する。
複数のスタンドから構成されている(図中には2つのス
タンドのみを示す)。圧延機システム1の前段スタンド
1-1、後段スタンド1-2には、各スタンドの圧延状態
を計測する状態計測部1-1-2、1-2-2と、各スタン
ドのアクチュエータを制御して圧延状態を変更させる各
スタンド毎の制御装置1-1-1、1-2-1が備え付けら
れている。
ドに含まれるスタンドの個数は1個でも複数個でも構わ
ない。また、前段スタンドと後段スタンドとは隣合って
いる必要はなく、両スタンドの間に1個以上のスタンド
が配置されているような場合でも、本発明を適用するこ
とができる。
よるセットアップ制御部1-3を備えているものとす
る。セットアップ制御部1-3は、従来のセットアップ
制御方法により、各スタンドで設定すべき初期設定値や
目標値を、予め定められているドラフトスケジュールに
基づいて決定する。
置は、各スタンド毎の制御装置1-1-1、1-2-1に対
して設定値を変更させる制御命令を送るものであり、各
スタンド毎の制御装置1-1-1、1-2-1は、前記制御
命令を受け付けて、すでにセットアップ制御部1-3等
により設定されていたアクチュエータの初期設定値ある
いは各スタンドでの目標値を修正する。さらに、各スタ
ンド毎の制御装置1-1-1、1-2-1は、前記修正され
た設定値に応じて、当該スタンドでの圧延状態を変更さ
せる。
プ制御部1-3により設定される、ロール速度等のアク
チュエータの初期設定値と、先進率等の各スタンドでの
目標値とを併せて設定値と呼ぶものとする。
ップ制御装置の構成の一例について説明する。
のセットアップ時における動作状態を検知し、当該検知
した動作状態に応じて、従来のセットアップ制御部1-
3で設定された各種の設定値を動的(ダイナミック)に
補正し、より適正なバランスのとれた圧延状態を実現す
るための制御を実行するものである。
置は、例えば図1に示すように、圧延されるべき圧延材
の前工程の情報を記憶する圧延材情報記憶部6と、圧延
状態を推定する圧延状態推定部(以下ではモデルと略称
する)2と、モデル2の推定結果と前段スタンド1-1
の状態計測部1-1-2の測定結果とから後段スタンド1
-2の設定値の修正量を求める第1修正演算部3と、モ
デル2の推定結果と前段スタンド1-1の状態計測部1-
1-2の測定結果とから圧延機システム1に含まれる全
てのスタンドのバランスを考慮してより的確な設定値を
各スタンドについて求める第2修正演算部4と、第1修
正演算部3及び第2修正演算部4の動作制御を行う修正
制御部5とを有する。
の修正演算では設定値のうち、スタンドの目標値は変更
せずアクチュエータの初期設定値だけを変更し、また、
第2修正演算部4の修正演算では、ドラフトスケジュー
ルの変更を行なうことで、各スタンドでの初期設定値及
び目標値を変更するものとする。これは、第1修正演算
では、目標値を変えずに採用しているモデルと実際の状
態との誤差を補正するために、圧延状態を変更させるア
クチュエータの初期設定値を変更するためであり、ま
た、第2修正演算では、スタンド間のバランスをとりな
がら最終的に良好な製品を生成するために目標値及び初
期設定値を変更するためである。
ム1の前段スタンド1-1の状態計測部1-1-2によっ
て計測される圧延状態に関する計測値は、モデル2に送
られる。モデル2では、前段スタンド1-1の状態計測
部1-1-2で計測された計測値(実績データ)と、圧延
材情報記憶部6に記憶されている圧延材の前工程の情報
とを用いて、前段スタンド1-1での圧延状態を推定す
る。この前段スタンド1-1での圧延状態に関する推定
結果は、状態計測部1-1-2の実績データとともに第1
修正演算部3に送られる。
更された材料が各スタンドを通過する時に、当該変更さ
れた材料に形成されている溶接点等の圧延材変更点が計
測される。本発明では、この変更点の通過をダイナミッ
クセットアップ制御の開始タイミングとして利用する。
通過点の計測は各スタンドの状態計測部によって計測さ
れ、前記通過点の通過信号として修正制御部5に送られ
る。
測された通過点信号の受信をトリガーとして、第1修正
制御部3に設定値の修正量を求めるための演算処理の開
始を指令する制御指令を送る。
2からの実績データとモデル2からの推定結果とから、
セットアップ制御部1-3で用いられた圧延状態に関す
るモデルの数式表現に使用される係数であるパラメータ
(変形抵抗等)に対する誤差を推定する。第1修正演算
部3では、さらに、前記推定したパラメータの誤差か
ら、後段スタンド1-2のアクチュエータの初期設定値
等の設定値に関する修正量を計算する。
スタンド1-2において設定されている設定値を変更さ
せるための制御指令を生成し、後段スタンド1-2に前
記通過点が到達するタイミングで変更が実行されるよう
に、前記生成した制御指令を後段スタンドの制御装置1
-2-1へ送る。
スタンド1-1の後段側に位置する複数のスタンドを指
すような場合、例えば前段スタンドが第1スタンドで、
後段スタンドが第2スタンド、第3スタンド、・・・を
指すような場合には、後段側のスタンドのそれぞれに前
記変更点が通過するタイミングに合わせて、各スタンド
での設定値の変更が行なわれるようにする。
記送られてくる制御指令を受け入れ、第1修正演算部3
で計算された修正量に応じて設定値を変更し、前記変更
された設定値に応じて、該当するアクチュエータを制御
するなどして、後段スタンド1-2での圧延状態を変更
させる。
1の通過点信号に対して、第2修正演算部4にも同様に
演算開始指令を送る。
2からの実績データ、モデル2の推定結果、及び、圧延
材情報記憶部6の圧延材前工程の情報から、変形抵抗等
のパラメータを推定し、推定した変形抵抗等のパラメー
タから、負荷バランス等のバランスを全てのスタンドに
おいて考慮し、全スタンドでの設定値(初期設定値及び
目標値)を計算する。
ップ計算と呼ばれていたものと対応するものであり、こ
の詳細については後述する。また、上記設定値計算は、
セットアップ制御部1-3で用いたドラフトスケジュー
ルに基づくが、前記計算の結果得られたスタンド間の負
荷バランス等が良くないと判断された場合には、前記ド
ラフトスケジュールの修正も行なう。
3の制御指令に基づいて変更した設定値を使用した場合
の負荷バランスを、実績データとモデルから推定し、そ
の結果、負荷バランスが悪いと判断される場合には、第
2修正演算部4で計算した設定値を各スタンド毎の制御
装置1-1-1、1-2-1へ送り、各スタンド毎にその時
点で設定されていた設定値をそれぞれ修正し、圧延状態
を変更させる。
算部3の内部詳細の一例と、圧延システム1、モデル
2、第2修正演算部4及び修正制御部5の関係とを、図
2を参照して説明する。
比較演算部3-1、パラメータ推定部3-2、及びスタン
ド設定値修正部3-3から構成されている。また、修正
制御部5は、修正演算制御部5-1、及び修正判定部5-
2から構成されている。
溶接点等の変更点が通過すると、通過信号が状態計測部
1-1-2により計測される。この通過信号は、修正制御
部5の修正演算制御部5-1に送られる。修正演算制御
部5-1は、通過信号を受け付けて第1修正演算部3へ
修正量の演算を開始するように制御指令を送る。
は圧延システム1の前段スタンド1-1の圧延状態を計
測した状態計測部1-1-2の実績データと、その実績デ
ータに基づくモデル2による推定値との差分を演算す
る。これは、例えば前段スタンド1-1に含まれる、第
1スタンドの圧延荷重の実績データと、予め求められて
いる圧延荷重式に板厚、張力の実績データを代入して推
定した推定圧延荷重との差分を求めること等が挙げられ
る。比較演算部3-1で計算された実績値とモデル推定
値との差分は、パラメータ推定部3-2に送られる。
1-1-2からの実績データと、比較演算部3-1からの
差分とから、変形抵抗等のパラメータにおける誤差を求
める。パラメータ推定部3-2で得られた変形抵抗等の
パラメータの誤差は、スタンド設定値修正部3-3に送
られる。
タンド1-2におけるセットアップ制御部1-3により設
定された設定値に対する実績誤差等を予測して、後段ス
タンド1-2での設定値の修正量を計算する。
としては、後段スタンド1-2における変形抵抗誤差や
摩擦係数誤差等があり、スタンド設定値修正部3-3で
は、この変形抵抗誤差や摩擦係数誤差から圧延荷重誤差
や先進率誤差を求め、圧下位置修正量や速度修正量を計
算する。
圧延機システム1の後段スタンド1-2の制御装置1-2
-1へ計算した修正量を送り、従来のセットアップ制御
部1-3により設定された設定値の変更を行う。さら
に、スタンド設定値修正部3-3は、前記求められた修
正量を、修正制御部5の修正判定部5-2へ送る。
の計算した修正量で圧延機システム1の各スタンドの負
荷バランスが悪化し、圧延状態が悪化しないかどうかを
調べる。
る場合には、以下のようにする。すなわち、セットアッ
プ制御部1-3で決定した圧延スケジュールによる各ス
タンドの圧延荷重に関する初期設定値P01〜P0nは、
元々、各スタンドのバランスを考慮して決定されている
ため、バランスが良いと考えられる。そこで、これらの
圧延荷重の初期設定値P01〜P0n(nはスタンド数)
と、第1修正演算部3で求められた修正量により変更さ
れた場合の圧延荷重の設定値PA1〜PAnとから、各
スタンド毎に荷重偏差(PAi−P0i)/P0iを求
め、該荷重偏差がすべてのスタンドにおいて予め定めた
値(%)以下であれば、負荷バランスがとれていると判
定する。
更後の設定値を用いる代わりに、第1スタンド等のよう
にその時点で圧延荷重の測定データがあるスタンドにつ
いては、実際の測定データを用いてバランスを判定する
構成としても良い。また、負荷バランスの判定において
使用する変数は圧延荷重に限定されるものではなく、そ
の他の、圧延状態のバランスの程度を示す変数を用いて
も構わない。ただし、この変数は、第1修正演算部3で
求められた修正量による設定値の変更によって影響を受
けるものとする。さらに、バランス判定においては、負
荷だけでなはなく、他の要素を見ることで、圧延機操業
におけるスタンド間でのバランスを判定する構成として
も良い。
ると予測判定されると、修正判定部5-2は、修正演算
制御部5-1に圧延状態が悪化することをしらせ、修正
演算制御部5-1は、第2修正演算部4で計算された設
定値を各スタンドで採用するように指令するための制御
指令を各スタンドの制御装置へ送る。
では、設定値の修正量を計算していたが、例えばセット
アップ制御部1-3で設定された値に、計算された修正
量を加えることで、修正後の設定値を直接求める構成と
しても良い。
タ演算部3-2の内部詳細の一例と、第2修正演算部の
演算の流れの一例を、図3を参照して説明する。ここで
は、前段スタンド1-1は第1スタンドであり、後段ス
タンド1-2は第2スタンド以降の複数のスタンドであ
るものとする。
うに、誤差線形推定部3-2-1と、パラメータ変換部3
-2-2とを有する。また、スタンド設定値修正部3-3
は、誤差予測部3-3-1と、修正部3-3-2とを有す
る。
溶接点が通過した時点に状態計測部1-1-2により計測
された、第1スタンドでの圧延荷重P1a及び先進率f1a
が比較演算部3-1へ送られる。また、モデル2では、
第1スタンドの状態計測部1-1-2で計測された実績デ
ータとモデル2で採用されている圧延荷重式と先進率式
とから圧延荷重と先進率とが推定され、比較演算部3-
1へ送られる。
に示すようなHillの式、先進率式としては、数2に示す
ような先進率式が挙げられ、数1、数2の左辺に実績デ
ータを代入することで推定値が得られる。
から計算した荷重値の差から荷重誤差ΔP1a、実績の先
進率と計算の先進率の差から先進率誤差Δf1aを、数3
によりそれぞれ計算する。
差Δf1aは、パラメータ推定部3-2の誤差線形推定部
3-2-1に入力される。誤差線形推定部3-2-1では、
線形近似した摩擦係数誤差推定モデル式及び変形抵抗誤
差推定モデル式と比較演算部3-1からの荷重誤差、先
進率誤差を用いて、変形抵抗誤差Δkm1及び摩擦係数誤
差Δμ1を計算する。
デル及び変形抵抗誤差推定モデルについて説明する。
セットアップ制御部1-3で決定した設定値の近傍で線
形化することによって、当該モデルを簡略化し、演算処
理速度の高速化を図っている。より具体的には、線形化
した式は、次のようになる。
及び変形抵抗誤差以外に起因する荷重、先進率誤差を先
ず求める。つまり、
誤差ΔP1a、先進率誤差Δf1aとの差が、摩擦係数誤差
及び変形抵抗誤差による、圧延荷重誤差及び先進率誤差
に相当するものであり、以下の式から求められる。
変形抵抗誤差による圧延荷重誤差及び先進率誤差は、次
のようになる。
で、次のような数12、数13のモデル式が得られ、こ
のモデル式を利用することによって、摩擦係数誤差及び
変形抵抗誤差が推定できる。
抗誤差Δkm1は、パラメータ変換部3-2-2に送られ、
そこで、パラメータ変換部3-2-2で第2スタンド以降
のスタンドにおける変形抵抗誤差Δkm2、Δkm3、・・
・を圧下率を加味して予測する。
誤差の予測方法として次の方法がある。最初、変形抵抗
をそれぞれ次の式で表されるとする。
にも存在すれば、
変形抵抗誤差が推定できる。
km1、Δkm2、Δkm3、・・・は、スタンド設定値修正
部3-3に送られる。スタンド設定値修正部3-3の誤差
予測部3-3-1では、パラメータ変換部3-2-2から送
られてきた変形抵抗誤差と、線形近似式から各スタンド
におけるセットアップ制御部1-3により設定された設
定値からの圧延荷重誤差ΔP2、ΔP3、・・・及び先進
率誤差Δf2、Δf3、・・・を、次のような式に基づい
て計算する。
算された各スタンドにおけるセットアップ制御部1-3
による設定値(セットアップ値)からの圧延荷重誤差及
び先進率誤差の予測値は、修正部3-3−2に送られ
る。
タンドの圧下位置修正量ΔS1、ΔS2、ΔS3、・・・
及びロール速度修正量ΔVR1、ΔVR2、ΔVR3、・・・
を、次の式を用いて計算する。
第1スタンドでの圧延状態に関するデータ等から第2ス
タンド以降での設定値の修正量を求めるものとしたが、
第1スタンドでの設定値の修正量も、他のスタンドと同
様に上記数19、20から求めることができる。このた
め、この構成によれば、変更点の通過にあわせて第2ス
タンド以降のスタンドの設定値の変更を行なうだけでな
く、変更点が既に通過した第1スタンドの設定値につい
ても変更を行なうことができ、圧延機システム1全体と
してより的確な圧延状態を実現させることも可能とな
る。
4の内部詳細の一例と、圧延システム1、モデル2、第
1修正演算部3と修正制御部5との関係を、図4を参照
して説明する。
比較演算部4-1、パラメータ推定演算部4-2、ドラフ
トスケジュール変更部4-3、及びセットアップ演算部
4-4とを有する。
溶接点等の変更点が通過する時、通過信号が状態計測部
1-1-2により計測される。この通過信号は修正制御部
5の修正演算制御部5-1に送られる。修正演算制御部
5-1は、通過信号に対して第1修正演算部3に修正量
の演算を行なうように制御指令を送り、同様に第2修正
演算部4にも全スタンドの設定値演算を行なうように制
御指令を送る。
て、第2修正演算部4における比較演算部4-1は、圧
延機システム1の前段スタンド(第1スタンド)1-1
の圧延状態を計測する状態計測部1-1-2の実績データ
と、その実績データに基づくモデル2の推定値の差分と
を演算する。これは、例えば第1スタンド1−1の圧延
荷重実績と、予め求められている圧延荷重式に板厚、張
力等の計測値を代入して推定した推定圧延荷重との差分
を求めることが挙げられる。比較演算部4-1で計算さ
れた実績値とモデル推定値との差分は、パラメータ推定
演算部4-2に送られる。
アップ制御部1-3により設定された設定値、状態計測
部1-1-2の実績データ、及び比較演算部4-1で求め
られた差分から、変形抵抗等のパラメータを逆算する。
パラメータ推定演算部4-2で計算された変形抵抗等の
パラメータは、セットアップ演算部4-4に送られる。
また、圧延機システム1のセットアップ制御部1-3で
用いられたドラフトスケジュールが、セットアップ制御
部1-3からドラフトスケジュール変更部4-3に送ら
れ、その後、ドラフトスケジュール変更部4-3のドラ
フトスケジュールが、セットアップ演算部4-4へ送ら
れる。
タ推定演算部4-2で計算された変形抵抗等のパラメー
タと、ドラフトスケジュール変更部4-3からのドラフ
トスケジュールにより、全スタンドでの目標値及び初期
設定値からなる設定値を計算する、いわゆるセットアッ
プ計算が行なわれる。
上記セットアップ計算の後、その結果に対して負荷バラ
ンスのチェックを行ない、負荷バランスが悪い場合に
は、ドラフトスケジュール変更部4-3にてドラフトス
ケジュールを変更して、再びセットアップ計算を行な
う。以上の構成によれば、第2修正演算部4は、スタン
ド間でのバランスのとれた最適な設定値を計算すること
ができる。
対する設定値は、修正制御部5が第1修正演算部3によ
る修正の良否を修正判定部5-2で判定し、当該修正が
不十分で負荷バランスを悪化させると判定された場合に
は、修正演算制御5-1が第2修正演算部4に全スタン
ドの設定値変更指令を送ることで、全スタンドの設定値
を変更する。
ラメータ推定演算部4における変形抵抗等の推定方法に
ついて述べる。
方法は、第1修正演算部3におけるパラメータ推定部3
-2(図3参照)の内部動作説明で述べた方法がある。
この方法により、各スタンドにおける変形抵抗の設定値
からの誤差が推定でき、求めた変形抵抗誤差を前記設定
値に加えることで、実績データ及びモデル推定値より予
測できる。ここでは、上記方法以外の別の方法について
述べる。
4-2の内部詳細の一例を、図5に示す。パラメータ推
定演算部4-2は、変形抵抗逆算部4-2-1と、変形抵
抗モデルパラメータ推定部4-2-2と、変形抵抗推定部
4-2-3とを有している。ここでは、摩擦係数には誤差
がなく、前段の第1、第2スタンドの実績が利用できる
場合を考える。また、以下に説明する方法と同様な方法
により、摩擦係数誤差を求めることも可能である。
タとモデル2による推定値との差分、状態計測部1-1-
2から実績データ、及びセットアップ制御部1-3から
セットアップ時の摩擦係数等のパラメータが、パラメー
タ推定演算部4-2の変形抵抗逆算部4-2-1に入力さ
れ、変形抵抗値が逆算される。この具体的な方法として
は、次に述べる方法がある。
形抵抗だけに誤差が存在するとしているので、圧延荷重
は上記数1で記述したように表現できる。従って、実績
圧延荷重Paと実績データをモデル式に代入したときの
モデル計算圧延荷重Pmと変形抵抗誤差Δkmの関係は、
次のように表現できる。
延荷重Pmiと実績圧延荷重Paiとの差ΔPiと、実
績データとから、次の式を用いて変形抵抗誤差が得られ
る。
抵抗誤差と、セットアップ制御部1-3で用いられた変
形抵抗の設定値から、各スタンドでの正しい変形抵抗が
得られる。ここでは、第1、2スタンドの実績データが
利用できる場合を考えているので、第1スタンドでの変
形抵抗値km1(=km1(初期設定値)+Δkm1)、第2
スタンドkm2での(=km2(初期設定値)+Δkm2)が
得られる。
複数のスタンドの変形抵抗値が、変形抵抗モデルパラメ
ータ推定部4-2-2に入力され、変形抵抗を推定するた
めのモデル式に含まれる係数(以下2次パラメータと呼
ぶ)を求める。変形抵抗を推定するモデル式は、変形抵
抗と圧下率の関係で次の式で表現される。
た初期値を設定値として、L、Nを2次パラメータとし
て推定する。圧下率及び変形抵抗は第1、2スタンドの
実績からkm1、km2、r1、r2が得られているので、変
形抵抗モデルの2次パラメータL、Nは次の式から得ら
れる。
メータL、Nが得られる。
で計算された変形抵抗推定モデルの2次パラメータは、
変形抵抗推定部4-2-3に入力され、上記数23の変形
抵抗モデル式から全スタンドの変形抵抗が推定される。
の内部詳細の一例を、図6を参照して説明する。
6に示すように、スケジュール記憶部4-3-1、ドラフ
トスケジュール修正ルール記憶部4-3-2、及びスケジ
ュール修正制御部4-3-3から構成されている。
れたドラフトスケジュールがスケジュール記憶部4-3-
1に格納される。この格納されたドラフトスケジュール
は、セットアップ演算部4-4に送られ、セットアップ
演算部4-4ではパラメータ推定演算部4-2で推定され
たパラメータを用いて、セットアップ演算が行なわれ、
新たな目標値及び初期設定値が決定される。
各スタンドでのパワー等を計算して、スタンド間のバラ
ンスを調べる。この結果、バランスが良くないと判定さ
れると、セットアップ演算部4-4で計算された設定値
がスケジュール修正制御部4-3-3に送られる。
トアップ演算部4-4で計算された各スタンドの設定値
に基づいて、ドラフトスケジュール修正ルール変更部4
-3-2の対応する修正ルールを選択し、その修正ルール
に基づいてスケジュール記憶部4-3-1に記憶している
ドラフトスケジュールを変更する。例えば、あるスタン
ド(第iスタンド)の荷重が前後のスタンドの荷重に比
べて増大している場合、圧下率の変更を行なう方法があ
る。
れたドラフトスケジュールは、スケジュール記憶部4-
3-1を介して、再びセットアップ演算部4-4に送ら
れ、各スタンドの設定値が再計算される。
ットアップ演算部4-4の演算の流れの一例を、図7の
フローチャートを参照して説明する。なお、図7におい
て、実線は処理の流れを示し、点線はデータの流れを示
す。
初期設定時にセットアップ制御部1-3で用いたドラフ
トスケジュールを、ドラフトスケジュール変更部4-3
から受け取り、そのドラフトスケジュールに従って計算
を行なう。
では、最初、受け取ったドラフトスケジュールに従って
各スタンドの張力設定値を決定する(SCS1)。次
に、決定された張力設定値から、各スタンドでの入側・
出側板速が計算される(SCS2)。
摩擦係数を用いて先進率を計算する(SCS3)。続い
て、計算した先進率と板速とから、各スタンドのロール
速度が決定される(SCS4)。ここで、ロール速度に
関しては制限が存在するため速度のチェックを行ない
(SCS5)、問題があるとSCS1へ戻り、張力の設
定を変更して再びSCS1〜SCS5を実行する。
4-2による前段スタンド1-1の実績データから逆算さ
れた変形抵抗計算用係数パラメータを用いて変形抵抗計
算を行なう(SCS6)。そして、この変形抵抗を用い
て各スタンドにおける圧延荷重の予測値を計算し(SC
S7)、この圧延荷重予測値に基づいて各スタンドの圧
下位置を決定する(SCS8)。さらに、モータトルク
計算(SCS9)、パワー計算(SCS10)を行な
い、各スタンド間のパワーバランスのチェックを行なう
(SCS11)。
いと判定されると(SCS11でNo)、ドラフトスケ
ジュール変更部4-3に計算結果を送り、ドラフトスケ
ジュールの修正を行なって、以上のSCS1〜SCS1
1でのセットアップ計算を繰り返す。SCS11で問題
がないと判定された場合には、SCS4及びSCS8で
計算された、全スタンドの圧下位置及びロール速度を新
たな設定値として(SCS12)、本処理を終了する。
ップ制御装置の動作の流れの一例を、図8のフローチャ
ートを参照して説明する。図8において、実線は処理の
流れを示す、点線はデータの流れを示す。
の計測値を取り入れ(DS01)、本発明のダイナミッ
クセットアップ制御動作のトリガーとなる変更点が予め
定めた前段スタンド1-1に到達したかを示す通過信号
の有無を調べる(DS02)。ここで、変更点の通過信
号がない場合は、計測をつづけ、変更点の通過信号が計
測されたときには、後述する第1修正演算処理(DS0
3)と第2修正演算処理(DS04)とを開始する。
モデルを用いて後段側に位置する予め定めた後段スタン
ド1-2での設定値の修正量を計算し、第2修正演算処
理(DS04)では、圧延機システム1に含まれる全て
のスタンドの負荷配分等のバランスを考慮して、全スタ
ンドの設定値を計算する。
じた設定値の修正を行なわせる制御指令は、DS02で
計測された通過信号に対応する変更点が、前記後段スタ
ンド1-2に到達するタイミングに合わせて変更が行な
われるように、後段スタンド1-2の制御装置へ送られ
て、設定値が変更される(DS05)。
が、圧延機システム1の各スタンドのバランスを悪化さ
せるかどうかについて、実績データや予測などを用いて
調べる(DS06)。ここでバランスが悪化すると判定
された場合は、第2修正演算処理での処理結果に応じ
て、全スタンドの設定値を変更する(DS07)。
3における第1修正演算処理の流れの一例を、図9のフ
ローチャートを参照して説明する。
において、状態計測部1-1-2からの実績データとモデ
ル式とを用いて、圧延状態を推定する(DS13)。
演算部3に送られ、比較演算部3-1にて実績データと
の偏差(差分)が計算される(DS14)。実績データ
と推定値との偏差はパラメータ推定部3-2へ送られ、
そこで、前段スタンド1-1に関する線形近似モデルに
基づき、変形抵抗誤差や摩擦係数誤差等のセットアップ
制御部1-3で使用されたモデル式で用いられたパラメ
ータにおける誤差が計算される(DS15)。
段スタンド1-2におけるパラメータの誤差を推定する
(DS16)。後段スタンド1-2におけるセットアッ
プモデルのパラメータ誤差の推定値は、スタンド設定値
修正部3−3に送られ、そこで、後段スタンド1-2に
おける圧延荷重誤差と先進率誤差とが推定される(DS
17)。
誤差から、後段スタンド1-2でのロールギャップ(圧
下位置)とロール速度との設定値に対する修正量を計算
して(DS18)、本処理を終了する。
4における第2修正演算処理の流れの一例を、図10の
フローチャートを参照して説明する。
タ推定演算部4-2において、実績データからセットア
ップ制御1-3において使用されたセットアップモデル
のパラメータが逆算される(DS23)。
ジュール変更部4-3からドラフトスケジュールを取り
出し(DS24)、セットアップ演算部4-4において
逆算したパラメータとドラフトスケジュールに基づき、
全スタンドの設定値を計算し(DS25)、その計算結
果から全スタンドのパワー配分をチェックすることでス
タンド間のバランスを調べる(DS26)。
ラフトスケジュール変更部4-3によるドラフトスケジ
ュールの修正処理(DS27)を、当該バランスが所定
の条件を満足したと判定されるまで繰り返し、バランス
が良いと判定された設定値を決定して(DS28)、本
処理を終了する。
ては、圧延機の前段スタンド1-1の状態計測部の計測
値及び圧延材情報データから、圧延機の前段スタンド1
-1の圧延状態をモデル2により推定し、モデル2によ
る推定結果と圧延機の前段スタンド1-1の計測結果を
用いて、第1修正演算部3により圧延機の後段スタンド
1-2の設定値を修正する。更に、本発明においては、
モデル2の推定結果と圧延機の前段スタンド1-1の計
測結果を用いて、第2修正演算部4によりパワー等のバ
ランスを考慮した圧延機の全スタンドに最適な修正設定
値(セットアップ値)を求める。
時の圧延現象に適合した高精度で安定な操業を実現でき
るという効果がある。より具体的には、圧延機制御にお
ける各スタンドの設定値をより高精度に計算すると共
に、全てのスタンドの圧延状態を負荷バランスがとれ
た、より最適な状態にすることが可能な、圧延機ダイナ
ミックセットアップ制御装置及び方法を提供することが
できる。
のチェックを行なう場合には、各スタンド間の負荷バラ
ンスを見ることによって判定していたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、各スタンドごとに決定でき
る他の変数の値を見ることで、バランスをチェックする
構成としても良い。
より高精度に決定すると共に、全てのスタンドの圧延状
態をバランスがとれた、より最適な状態にし、圧延機の
バランスを悪化させないようにセットアップ制御するこ
とができる、圧延機ダイナミックセットアップ制御装置
及び方法を提供することができる。
ミックセットアップ制御装置の構成の一例を示すブロッ
ク図である。
正制御部及び第1修正演算部の構成及び関係を示すブロ
ック図である。
成を示すブロック図である。
正制御部及び第2修正演算部の構成及び関係を示すブロ
ック図である。
ラメータ推定演算部の構成を示すブロック図である。
ラフトスケジュール変更部の構成を示すブロック図であ
る。
ットアップ演算部のセットアップ演算処理手順を示すフ
ローチャートである。
イナミックセットアップ制御の演算処理手順を示すフロ
ーチャートである。
処理での手順を示すフローチャートである。
算処理での手順を示すフローチャートである。
1修正演算部、4・・・第2修正演算部、5・・・修正
制御部、6・・・圧延材情報記憶部、3-1・・・比較
演算部、3-2・・・パラメータ推定部、3-3・・・ス
タンド設定値修正部、4-1・・・比較演算部、4-2・
・・パラメータ推定演算部、4-3・・・ドラフトスケ
ジュール変更部、4-4・・・セットアップ演算部、5-
1・・・修正演算制御部、5-2・・・修正判定部。
Claims (19)
- 【請求項1】少なくとも2つ以上のスタンドを有するタ
ンデム圧延機と、前記圧延機の各スタンドの圧延状態を
変更させるアクチュエータと、前記圧延機の各スタンド
の設定値を決定するセットアップ制御部と、前記圧延機
の各スタンドの圧延状態を計測する状態計測部と、前記
圧延機の各スタンドでの圧延状態を制御するスタンド制
御部とを備える圧延機システムの制御装置において、 前記圧延機で圧延される圧延材の前工程での情報を記憶
する圧延材情報記憶部と、 前記圧延機の前段側に位置する予め定めた前段スタンド
の前記状態計測部の計測値結果及び前記圧延材情報記憶
部のデータから、前記前段スタンドでの圧延状態をモデ
ルを使って推定するモデル部と、 前記モデル部の推定結果及び前記前段スタンドの状態計
測部の計測結果から、前記前段スタンドより後段側に位
置する予め定めた後段スタンドについて、前記セットア
ップ制御部により設定された設定値に対する修正量を計
算する第1修正演算部と、 前記モデル部の推定結果及び前記前段スタンドの状態計
測部の計測結果から、前記圧延機の全スタンドでの圧延
状態が予め定められた条件を満足するための、各スタン
ドでの設定値をそれぞれ計算する第2修正演算部と、 前記第1修正演算部及び前記第2修正演算部の動作の制
御を行なう修正制御部とを有することを特徴とする圧延
機ダイナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項2】請求項1において、 前記修正制御部は、圧延材変更点が前記前段スタンドを
通過したことが計測されたことをトリガーとして、前記
第1修正演算部及び前記第2修正演算部での演算処理を
開始させることを特徴とする圧延機ダイナミックセット
アップ制御装置。 - 【請求項3】請求項2において、 前記修正制御部は、前記第1修正演算部の演算結果に応
じた前記後段スタンドでの設定値の変更を、前記後段ス
タンドへの前記圧延材変更点の到達に合わせて行なわせ
ることを特徴とする圧延機ダイナミックセットアップ制
御装置。 - 【請求項4】請求項1において、 前記第1修正演算部での演算結果を受け入れ、当該演算
結果に従って前記後段スタンドの設定値が修正された場
合に、前記圧延機の全スタンドの負荷バランスを悪化さ
せるかどうかを予測判定する修正判定部をさらに有する
ことを特徴とする圧延機ダイナミックセットアップ制御
装置。 - 【請求項5】請求項4において、 前記修正制御部は、前記修正判定部により負荷バランス
が悪化すると判定された場合、前記第2修正演算部での
演算結果を受け入れ、当該演算結果に従って前記圧延機
の全スタンドの設定値を変更させることを特徴とする圧
延機ダイナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項6】請求項1において、 前記第2修正演算部は、 前記モデル部の推定結果及び前記前段スタンドの状態計
測部の計測結果を使用してセットアップ計算を行ない、
全スタンドの設定値を決定するセットアップ演算部と、 前記セットアップ演算部で決定した全スタンドでの設定
値が、前記予め定められた条件を満足したかどうか判定
するセットアップ判定部と、 前記セットアップ判定部により前記予め定めた条件が満
足されていないと判定された場合には、前記セットアッ
プ計算で用いられたドラフトスケジュールを変更するド
ラフトスケジュール変更部とを有することを特徴とする
圧延機ダイナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項7】請求項6において、 前記第2修正演算部で用いられる前記予め定められた条
件とは、前記圧延機の全スタンドの負荷バランスの許容
範囲を規定する条件であることを特徴とする圧延機ダイ
ナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項8】請求項1において、 前記前段スタンドは、前記圧延機の第1スタンドであ
り、 前記後段スタンドは、前記圧延機の第2スタンド以降の
1以上のスタンドであることを特徴とする圧延機ダイナ
ミックセットアップ制御装置。 - 【請求項9】請求項1において、 前記前段スタンドは、前記圧延機の第1スタンドであ
り、 前記後段スタンドは、前記圧延機の第2スタンドであ
り、 前記モデル部は、前記第1、第2スタンドの状態計測部
の計測結果及び前記圧延材情報記憶部のデータから、前
記第1、第2スタンドの圧延状態を推定し、 前記第2修正演算部は、前記モデル部での前記第1、第
2スタンドの圧延状態推定結果、及び、前記第1、第2
スタンドの状態計測部の計測結果から、前記予め定めた
条件を満足するように、前記圧延機の全スタンドでの設
定値を計算することを特徴とする圧延機ダイナミックセ
ットアップ制御装置。 - 【請求項10】請求項1〜9のいずれかにおいて、 前記第1修正演算部により修正量が計算される設定値と
は、前記セットアップ制御部により設定された、前記ア
クチュエータについての複数の初期設定値のうちの少な
くとも1つを含むものであることを特徴とする圧延機ダ
イナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項11】請求項10において、 前記第1修正演算部により修正される前記アクチュエー
タの初期設定値とは、前記アクチュエータの圧下位置設
定値、及び、ロール速度設定値であることを特徴とする
圧延機ダイナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項12】請求項11において、 前記第2修正演算部により設定される設定値とは、前記
圧延機のスタンドにおける出側板厚及び後方張力の目標
値を少なくとも含むものであることを特徴とする圧延機
ダイナミックセットアップ制御装置。 - 【請求項13】少なくとも2つ以上のスタンドを有する
タンデム圧延機と、前記圧延機の各スタンドの圧延状態
を変更させるアクチュエータと、前記圧延機の各スタン
ドの設定値を決定するセットアップ制御部と、前記圧延
機の各スタンドの圧延状態を計測する状態計測部と、前
記圧延機の各スタンドでの圧延状態を制御するスタンド
制御部からなる圧延機システムの制御方法において、 前記圧延機で圧延される圧延材の前工程での情報及び前
記圧延機の前段側に位置する予め定めた前段スタンドの
前記状態計測部の計測結果から、前記前段スタンドでの
圧延状態をモデルを使って推定し、 前記推定結果及び当該推定結果に対応する前記前段スタ
ンドの前記状態計測部の計測結果から、前記前段スタン
ドより後段側に位置する予め定めた後段スタンドについ
て設定されている設定値を修正し、 前記推定結果と前記前段スタンドの前記状態計測部の計
測結果とから、前記圧延機の全スタンドの圧延状態が予
め定められた条件を満足させるように、各スタンドでの
設定値を修正することを特徴とする圧延機ダイナミック
セットアップ制御方法。 - 【請求項14】請求項13において、 前記前段スタンドは、前記圧延機の第1スタンドであ
り、 前記後段スタンドは、前記圧延機の第2スタンド以降の
1以上のスタンドであることを特徴とする圧延機ダイナ
ミックセットアップ制御方法。 - 【請求項15】請求項13において、 前記前段スタンドは、前記圧延機の第1スタンドであ
り、 前記後段スタンドは、前記圧延機の第2スタンドであ
り、 前記第1、第2スタンドの状態計測部の計測結果及び前
記圧延材情報記憶部のデータから、前記第1、第2スタ
ンドの圧延状態を推定し、 前記推定結果及び当該推定結果に対応する前記前段スタ
ンドの前記状態計測部の計測結果から、前記前段スタン
ドより後段側に位置する予め定めた後段スタンドについ
て設定されていた設定値を修正し、 前記第1、第2スタンドの圧延状態推定結果、及び、前
記第1、第2スタンドの状態計測部の計測結果から、前
記予め定めた条件を満足するように、前記圧延機の全ス
タンドの設定値を修正することを特徴とする圧延機ダイ
ナミックセットアップ制御方法。 - 【請求項16】請求項13〜15のいずれかにおいて、 前記修正すべき設定値とは、前記セットアップ制御部に
より設定された、前記アクチュエータについての複数の
初期設定値のうちの少なくとも1つを含むものであるこ
とを特徴とする圧延機ダイナミックセットアップ制御方
法。 - 【請求項17】請求項16において、 前記修正すべき前記アクチュエータの初期設定値とは、
前記アクチュエータの圧下位置設定値、及び、ロール速
度設定値であることを特徴とする圧延機ダイナミックセ
ットアップ制御方法。 - 【請求項18】請求項13〜15のいずれかにおいて、 前記予め定められた条件を満足するように設定値を修正
する際に修正すべき設定値とは、前記圧延機のスタンド
における出側板厚及び後方張力の目標値を少なくとも含
むものであることを特徴とする圧延機ダイナミックセッ
トアップ制御方法。 - 【請求項19】請求項18において、 前記予め定められた条件とは、前記圧延機の全スタンド
の負荷バランスの許容範囲を規定する条件であることを
特徴とする圧延機ダイナミックセットアップ制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14306696A JP3498126B2 (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | 圧延機ダイナミックセットアップ制御装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14306696A JP3498126B2 (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | 圧延機ダイナミックセットアップ制御装置及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09323108A true JPH09323108A (ja) | 1997-12-16 |
JP3498126B2 JP3498126B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=15330132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14306696A Expired - Lifetime JP3498126B2 (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | 圧延機ダイナミックセットアップ制御装置及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3498126B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011240353A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Kobe Steel Ltd | 箔圧延の圧延荷重予測方法、箔圧延の形状予測方法および箔圧延のパススケジュール決定方法 |
-
1996
- 1996-06-05 JP JP14306696A patent/JP3498126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011240353A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Kobe Steel Ltd | 箔圧延の圧延荷重予測方法、箔圧延の形状予測方法および箔圧延のパススケジュール決定方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3498126B2 (ja) | 2004-02-16 |
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