JPH11151513A - 負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法 - Google Patents
負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法Info
- Publication number
- JPH11151513A JPH11151513A JP9315304A JP31530497A JPH11151513A JP H11151513 A JPH11151513 A JP H11151513A JP 9315304 A JP9315304 A JP 9315304A JP 31530497 A JP31530497 A JP 31530497A JP H11151513 A JPH11151513 A JP H11151513A
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- control
- rolling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】圧延機の圧延ロールなどの材料搬送装置の負荷
変動に対する最適制御方法を提供する。 【解決手段】材料の送り長さおよび断面積と圧延ロール
１０のロール径とから、負荷慣性演算器１８により圧延
ロール１０が負担する負荷慣性を求め、この負荷慣性値
に基づいて駆動系２３の制御パラメータを制御パラメー
タ演算器２０の出力で補正し、制御量補正器２１により
駆動系２３の制御量を補正する。
変動に対する最適制御方法を提供する。 【解決手段】材料の送り長さおよび断面積と圧延ロール
１０のロール径とから、負荷慣性演算器１８により圧延
ロール１０が負担する負荷慣性を求め、この負荷慣性値
に基づいて駆動系２３の制御パラメータを制御パラメー
タ演算器２０の出力で補正し、制御量補正器２１により
駆動系２３の制御量を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、材料搬送装置、
例えば圧延機における圧延ロール等の制御方法に関す
る。
例えば圧延機における圧延ロール等の制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧延機における圧延ロール等の制
御方法として、制御ロールとしての圧延ロールに対する
最大負荷から最小負荷までの全ての範囲で安定となる条
件を予め設定し、常時この設定条件に基づいて一定の制
御を行うものが知られている。
御方法として、制御ロールとしての圧延ロールに対する
最大負荷から最小負荷までの全ての範囲で安定となる条
件を予め設定し、常時この設定条件に基づいて一定の制
御を行うものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来の制御方法において、負荷状態が変動しても常に一
定の条件で制御を行うため、負荷慣性の変動によって制
御応答や制御量も変動し、制御ロールを常に最適制御状
態を保持することができないという難点がある。この発
明の目的は、制御ロールが負担する負荷慣性を常時演算
し、この演算値に基づいて制御ロールの駆動系の制御パ
ラメータ及び制御ロールの制御量を補正することによ
り、負荷の変動に係わらず常に最適制御状態を保持でき
る負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法を提
供することにある。
従来の制御方法において、負荷状態が変動しても常に一
定の条件で制御を行うため、負荷慣性の変動によって制
御応答や制御量も変動し、制御ロールを常に最適制御状
態を保持することができないという難点がある。この発
明の目的は、制御ロールが負担する負荷慣性を常時演算
し、この演算値に基づいて制御ロールの駆動系の制御パ
ラメータ及び制御ロールの制御量を補正することによ
り、負荷の変動に係わらず常に最適制御状態を保持でき
る負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、制御ロール
とこの制御ロールの前後に所定間隔離間して配設した前
段及び後段支持ロールからなり、前記前段支持ロールか
ら制御ロール及び後段支持ロールの方向へ材料を搬送す
る材料搬送装置の最適制御方法において、材料送り長さ
と材料断面積と制御ロールのロール径とから制御ロール
が負担する負荷慣性を演算し、この演算値と所定の慣性
基準値とを加算し、この加算値に基づいて制御ロールの
駆動系の制御パラメータと制御ロールに対する制御量と
を補正する。
とこの制御ロールの前後に所定間隔離間して配設した前
段及び後段支持ロールからなり、前記前段支持ロールか
ら制御ロール及び後段支持ロールの方向へ材料を搬送す
る材料搬送装置の最適制御方法において、材料送り長さ
と材料断面積と制御ロールのロール径とから制御ロール
が負担する負荷慣性を演算し、この演算値と所定の慣性
基準値とを加算し、この加算値に基づいて制御ロールの
駆動系の制御パラメータと制御ロールに対する制御量と
を補正する。
【０００５】この発明によれば、制御ロールが負担する
負荷慣性を常時演算し、この演算値に基づいて制御ロー
ルの駆動系の制御パラメータ及び制御ロールの制御量を
補正することにより、負荷の変動に係わらず常に最適制
御状態を保持することができる。
負荷慣性を常時演算し、この演算値に基づいて制御ロー
ルの駆動系の制御パラメータ及び制御ロールの制御量を
補正することにより、負荷の変動に係わらず常に最適制
御状態を保持することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の負荷慣性把握
による材料搬送装置の最適制御方法の実施例を示す圧延
機の動作説明図である。図１において、１０は圧延ロー
ル１０ａおよび１０ｂからなる圧延ロールを示し、これ
らの圧延ロール１０ａおよび１０ｂに対して前後に所定
間隔離間してそれぞれ前段支持ロール１２および後段支
持ロール１４を配設する。
による材料搬送装置の最適制御方法の実施例を示す圧延
機の動作説明図である。図１において、１０は圧延ロー
ル１０ａおよび１０ｂからなる圧延ロールを示し、これ
らの圧延ロール１０ａおよび１０ｂに対して前後に所定
間隔離間してそれぞれ前段支持ロール１２および後段支
持ロール１４を配設する。
【０００７】このように構成した圧延機において、圧延
材料１６は前段支持ロール１２側から搬入され、圧延ロ
ール１０の方向へ移送される（図１（イ））。この状態
では圧延ロール１０が負担する負荷慣性は零（無負荷状
態）となる。やがて、圧延材料１６が圧延ロール１０ａ
および１０ｂ間に到達した時点（図１（ロ））で、圧延
ロール１０にこの圧延ロール１０と前段支持ロール１２
の間の長さＬF に相当する負荷慣性Ｇ1 がかかる。さら
に、圧延材料１６は圧延ロール１０から後段支持ロール
１４の方向へ移送され（図１（ハ））、圧延材料１６の
先端が後段支持ロール１４に到達した時点（図１
（ニ））で圧延ロール１０が負担する負荷慣性は、前記
Ｇ1 に圧延ロール１０と後段支持ロール１４との間の長
さＬB に相当する負荷慣性Ｇ2 を加えた値（Ｇ1 ＋
Ｇ2 ）になる。この状態は、さらに圧延材料１６が移送
され、圧延材料１６の尾端が前段支持ロール１２を離れ
る直前まで続く（図１（ホ））。さらに圧延材料１６が
移送されて、圧延材料１６の尾端が前段支持ロール１２
を離れ（図１（ヘ））、圧延材料１６の尾端が圧延ロー
ル１０に到達した時点（図１（ト））で圧延ロール１０
が負担する負荷慣性は前記Ｇ2になる。さらに圧延材料
１６が移送されて、圧延材料１６の尾端が圧延ロール１
０を離れると（図１（チ））、圧延ロール１０が負担す
る負荷慣性は零（無負荷状態）になる。
材料１６は前段支持ロール１２側から搬入され、圧延ロ
ール１０の方向へ移送される（図１（イ））。この状態
では圧延ロール１０が負担する負荷慣性は零（無負荷状
態）となる。やがて、圧延材料１６が圧延ロール１０ａ
および１０ｂ間に到達した時点（図１（ロ））で、圧延
ロール１０にこの圧延ロール１０と前段支持ロール１２
の間の長さＬF に相当する負荷慣性Ｇ1 がかかる。さら
に、圧延材料１６は圧延ロール１０から後段支持ロール
１４の方向へ移送され（図１（ハ））、圧延材料１６の
先端が後段支持ロール１４に到達した時点（図１
（ニ））で圧延ロール１０が負担する負荷慣性は、前記
Ｇ1 に圧延ロール１０と後段支持ロール１４との間の長
さＬB に相当する負荷慣性Ｇ2 を加えた値（Ｇ1 ＋
Ｇ2 ）になる。この状態は、さらに圧延材料１６が移送
され、圧延材料１６の尾端が前段支持ロール１２を離れ
る直前まで続く（図１（ホ））。さらに圧延材料１６が
移送されて、圧延材料１６の尾端が前段支持ロール１２
を離れ（図１（ヘ））、圧延材料１６の尾端が圧延ロー
ル１０に到達した時点（図１（ト））で圧延ロール１０
が負担する負荷慣性は前記Ｇ2になる。さらに圧延材料
１６が移送されて、圧延材料１６の尾端が圧延ロール１
０を離れると（図１（チ））、圧延ロール１０が負担す
る負荷慣性は零（無負荷状態）になる。
【０００８】従って、前記負荷慣性をダイナミックに演
算し、この演算値に基づいて圧延ロール１０の駆動系を
構成する調節器の比例ゲインなどの制御パラメータを補
正することにより、常に最適制御状態を保持して安定し
た制御応答を得ることができる。さらに２台の圧延機が
タンデムに配置された圧延設備において、２台の圧延機
間のフリーテンションコントロールのための制御量とし
ての圧延トルクを求めるためには、発生トルクから無負
荷損トルクと加減速トルクとを差し引くが、このうち加
減速トルクを求める際に、前記負荷慣性が必要となる。
すなわち圧延ロールによる材料噛み込み後の圧延トルク
をより正確に検出することによって、常に最適制御状態
を保持して安定した圧延トルク制御を得ることができ
る。
算し、この演算値に基づいて圧延ロール１０の駆動系を
構成する調節器の比例ゲインなどの制御パラメータを補
正することにより、常に最適制御状態を保持して安定し
た制御応答を得ることができる。さらに２台の圧延機が
タンデムに配置された圧延設備において、２台の圧延機
間のフリーテンションコントロールのための制御量とし
ての圧延トルクを求めるためには、発生トルクから無負
荷損トルクと加減速トルクとを差し引くが、このうち加
減速トルクを求める際に、前記負荷慣性が必要となる。
すなわち圧延ロールによる材料噛み込み後の圧延トルク
をより正確に検出することによって、常に最適制御状態
を保持して安定した圧延トルク制御を得ることができ
る。
【０００９】図１では、圧延材料１６の先端が圧延ロー
ル１０に到達してから後段支持ロール１４に到達するま
での期間（図１（ハ））において、圧延ロール１０の負
担する負荷慣性はＧ1 からＧ1 ＋Ｇ2 まで変化するが、
この間の負荷慣性Ｇは圧延ロール１０の材料送り長さｌ
B と先端の材料断面積ＡB および圧延ロールのロール径
Ｄの関数となる。また、圧延材料１６の尾端が前段支持
ロール１２に到達してから圧延ロール１０に到達するま
での期間（図１（ヘ））において、圧延ロール１０の負
担する負荷慣性はＧ1 ＋Ｇ2 からＧ2 まで変化するが、
この間の負荷慣性Ｇは圧延ロール１０の材料送り長さｌ
F と尾端の材料断面積ＡF および圧延ロールのロール径
Ｄの関数となる。
ル１０に到達してから後段支持ロール１４に到達するま
での期間（図１（ハ））において、圧延ロール１０の負
担する負荷慣性はＧ1 からＧ1 ＋Ｇ2 まで変化するが、
この間の負荷慣性Ｇは圧延ロール１０の材料送り長さｌ
B と先端の材料断面積ＡB および圧延ロールのロール径
Ｄの関数となる。また、圧延材料１６の尾端が前段支持
ロール１２に到達してから圧延ロール１０に到達するま
での期間（図１（ヘ））において、圧延ロール１０の負
担する負荷慣性はＧ1 ＋Ｇ2 からＧ2 まで変化するが、
この間の負荷慣性Ｇは圧延ロール１０の材料送り長さｌ
F と尾端の材料断面積ＡF および圧延ロールのロール径
Ｄの関数となる。
【００１０】前記負荷慣性Ｇは式（１）で表される。
【００１１】
【数１】 Ｇ＝Ｗ×Ｄ2 ×（１／ａ2 ） 〔ｋｇ−ｍ2 〕 …（１） ここで、Ｗ：圧延材料重量〔ｋｇ〕、Ｄ：ロール径
〔ｍ〕、ａ：ギヤ比を示す。式（１）において、Ｗ∝Ａ
×Ｌ，（Ａ：材料断面積〔ｍｍ2 〕、Ｌ：材料長さ〔ｍ
ｍ〕）、材料の単位重量〔ｋｇ／ｍ〕一定，ａ＝一定と
すると、式（１）は式（２）に変形される。
〔ｍ〕、ａ：ギヤ比を示す。式（１）において、Ｗ∝Ａ
×Ｌ，（Ａ：材料断面積〔ｍｍ2 〕、Ｌ：材料長さ〔ｍ
ｍ〕）、材料の単位重量〔ｋｇ／ｍ〕一定，ａ＝一定と
すると、式（１）は式（２）に変形される。
【００１２】
【数２】Ｇ∝Ａ×Ｌ×Ｄ2 …（２） 図１で、前段支持ロール１２の手前および後段支持ロー
ル１４の先の負荷慣性については、それぞれ前段支持ロ
ール１２と後段支持ロール１４とが負担するため、圧延
ロール１０に対する影響は一般に無視することができ
る。従って、式（２）より図１の状態では、式（３）が
得られる。
ル１４の先の負荷慣性については、それぞれ前段支持ロ
ール１２と後段支持ロール１４とが負担するため、圧延
ロール１０に対する影響は一般に無視することができ
る。従って、式（２）より図１の状態では、式（３）が
得られる。
【００１３】
【数３】 Ｇ＝Ｇ1 ×ＡF ×（ｌF ／ＬF ）×Ｄ2＋Ｇ2 ×ＡB ×
（ｌB ／ＬB ）×Ｄ2 …（３） 式（３）に基づく負荷慣性Ｇの変化は図２の特性曲線図
で示され、圧延ロール１０の負担する負荷慣性Ｇは、図
１（ロ）の時点のＧ1 から圧延ロール１０の材料送り長
さｌB に対して直線的に増加し、図１（ニ）の時点でＧ
1 ＋Ｇ2 となり、図１（ホ）の時点まで継続する。その
後、圧延ロール１０の材料送り長さｌFに対して直線的
に減少し、図１（ト）の時点でＧ2 となり、圧延ロール
１０から材料が離れると零（無負荷状態）となる。
（ｌB ／ＬB ）×Ｄ2 …（３） 式（３）に基づく負荷慣性Ｇの変化は図２の特性曲線図
で示され、圧延ロール１０の負担する負荷慣性Ｇは、図
１（ロ）の時点のＧ1 から圧延ロール１０の材料送り長
さｌB に対して直線的に増加し、図１（ニ）の時点でＧ
1 ＋Ｇ2 となり、図１（ホ）の時点まで継続する。その
後、圧延ロール１０の材料送り長さｌFに対して直線的
に減少し、図１（ト）の時点でＧ2 となり、圧延ロール
１０から材料が離れると零（無負荷状態）となる。
【００１４】次に、前述したような動作を行う圧延機の
圧延ロール１０の制御を行う制御回路について、図３に
示すブロック回路図を参照しつつ説明する。図３では、
モータ２６と圧延ロール１０との間に配置されるギヤ
（ギヤ比ａ）およびモータ２６に連結されるパルスエン
コーダなどからなる材料送り長さを検出する検出器の図
示を省略している。
圧延ロール１０の制御を行う制御回路について、図３に
示すブロック回路図を参照しつつ説明する。図３では、
モータ２６と圧延ロール１０との間に配置されるギヤ
（ギヤ比ａ）およびモータ２６に連結されるパルスエン
コーダなどからなる材料送り長さを検出する検出器の図
示を省略している。
【００１５】すなわち図３において、１８は前記検出器
が出力する材料送り長さｌF およびｌB ，材料断面積Ａ
F およびＡB ，圧延ロールのロール径Ｄに基づいて前記
式（３）の演算を行う負荷慣性演算器を示し、この演算
値と所定の慣性基準値とを加算する加算器２２を設け、
この加算値を制御パラメータ補正器２０と制御量補正器
２１に入力する。制御パラメータ補正器２０の出力は圧
延ロール１０を駆動するモータ２６の駆動系２３に接続
し、駆動系２３の前記制御パラメータを補正する。制御
量補正器２１は圧延ロール１０を駆動するモータ２６の
発生トルクを駆動系２３から取り込み、この発生トルク
から無負荷損トルクと、加算器２２の出力とモータ２６
の加減速度とにより求めた加減速トルクとを差し引いた
圧延トルクを検出して得られた補正値を出力する。この
補正値と制御量とを加算する加算する加算器２５を設
け、その出力を駆動系２３に接続して圧延トルク制御を
行わせる。
が出力する材料送り長さｌF およびｌB ，材料断面積Ａ
F およびＡB ，圧延ロールのロール径Ｄに基づいて前記
式（３）の演算を行う負荷慣性演算器を示し、この演算
値と所定の慣性基準値とを加算する加算器２２を設け、
この加算値を制御パラメータ補正器２０と制御量補正器
２１に入力する。制御パラメータ補正器２０の出力は圧
延ロール１０を駆動するモータ２６の駆動系２３に接続
し、駆動系２３の前記制御パラメータを補正する。制御
量補正器２１は圧延ロール１０を駆動するモータ２６の
発生トルクを駆動系２３から取り込み、この発生トルク
から無負荷損トルクと、加算器２２の出力とモータ２６
の加減速度とにより求めた加減速トルクとを差し引いた
圧延トルクを検出して得られた補正値を出力する。この
補正値と制御量とを加算する加算する加算器２５を設
け、その出力を駆動系２３に接続して圧延トルク制御を
行わせる。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、制御ロールが負担す
る負荷慣性を常時演算し、この演算値に基づいて制御ロ
ールの駆動系の制御パラメータを補正することにより、
負荷の変動に係わらず常に最適制御状態を保持して安定
した制御応答を得ることができる。さらに圧延ロールに
よる材料噛み込み後の加減速時の圧延トルクをより正確
に検出することによって、負荷の変動に係わらず常に最
適制御状態を保持して安定した圧延トルク制御を得るこ
とができる。
る負荷慣性を常時演算し、この演算値に基づいて制御ロ
ールの駆動系の制御パラメータを補正することにより、
負荷の変動に係わらず常に最適制御状態を保持して安定
した制御応答を得ることができる。さらに圧延ロールに
よる材料噛み込み後の加減速時の圧延トルクをより正確
に検出することによって、負荷の変動に係わらず常に最
適制御状態を保持して安定した圧延トルク制御を得るこ
とができる。
【図１】図１（イ）〜（チ）は、この発明の実施例を示
す圧延機の動作説明図
す圧延機の動作説明図
【図２】図１に示した動作における負荷慣性の特性曲線
図
図
【図３】図１に示す圧延機の圧延ロールの制御を行う制
御回路図
御回路図
１０…圧延ロール、１２…前段支持ロール、１４…後段
支持ロール、１６…圧延材料、１８…負荷慣性演算器、
２０…制御パラメータ補正器、２１…制御量補正器、２
２…加算器、２３…駆動系、２５…加算器、２６…モー
タ。
支持ロール、１６…圧延材料、１８…負荷慣性演算器、
２０…制御パラメータ補正器、２１…制御量補正器、２
２…加算器、２３…駆動系、２５…加算器、２６…モー
タ。
Claims (1)
- 【請求項１】制御ロールとこの制御ロールの前後に所定
間隔離間して配設した前段及び後段支持ロールからな
り、前記前段支持ロールから制御ロール及び後段支持ロ
ールの方向へ材料を搬送する材料搬送装置の最適制御方
法において、 材料送り長さと材料断面積と制御ロールのロール径とか
ら制御ロールが負担する負荷慣性を演算し、この演算値
と所定の慣性基準値とを加算し、 この加算値に基づいて制御ロールの駆動系の制御パラメ
ータと制御ロールに対する制御量とを補正することを特
徴とする負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315304A JPH11151513A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315304A JPH11151513A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11151513A true JPH11151513A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18063792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9315304A Pending JPH11151513A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 負荷慣性把握による材料搬送装置の最適制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11151513A (ja) |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP9315304A patent/JPH11151513A/ja active Pending
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