JPS58135710A - 圧延機学習制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板厚を制御する熱間圧延制御装置に係り、特に
圧延材の敏速を下工程でめるスプレー冷却装置により学
資することによシ高＃＊匿に板厚を制御する圧＃、機学
習制御装置に関する。

熱間、冷間を問わす、圧姑機の板厚制御で従来から間聰
点となっている所は、敏速の予想方法である。敏速鉱、
理論上では、ロールの周速と、中立点という概念から導
入され九先進率との槓として容易に求められるとされて
いる。例えＦｉ鰍文宴新党社発刊の１圧ｍ理論とその応
用」等にこの拳が記載されている。しかし、実際の制御
の上で１よ、繭記先進率が実測され得ない推測値である
ため、この先進率について種々雑多な報告が従来から成
されている。

例えは、周知の″Ｂｕｎｄ　＆　Ｆｏｒｄ　’の式から
は、先進率は下記の如く示される。

但し、ｒＩＦｉ第１スタンド圧下卑、Ｒ１は第Ｉ　スタ
ンドワークロール径、ｈＩ　　は第１スタンド出９１１
１板厚、ｔｂｌ、　ｔｔｔ　Ｆｉ人、出匈率位彊力、８
ｂ１．Ｓｕ社人、出側変形抵抗及びμｉは傘擦係数金示
し１いる。しかし、上記（１）式は非常に複雑で、名贅
系の動作範囲を規定するのが麺しく実用化ｔ、　ｌｆｑ
　＜い。

そこで次の（２）式に示すような簡単なものが報告され
ている。

但し、Ｆｘｔｉ定数を示している。しかし、この（２）
式の大部分は回帰的に決定された定数であシ、この種の
数式も実際に使用する上では定数の選択に非常に大きな
労力ｔ−要し、また、あくまでも推測値であることから
、今一つ信頼性に欠ける所がある。

実際に先進率を計る努力は、例えばワークロールに測定
ビンを埋め込んで圧延材の傷から求めようとする試みも
成されたが、現実の住産ラインでこれ１行なうことはで
きなかった。また、メジャーロールを圧延材に押し付け
て、先進率を測定する試みも、ロールのｎｔｎからうま
く行っていない。

これ以来、この先進率に関しては測定しようという動き
もなく、ただ板−厚制御での計算値を、圧延−荷重誤差
や、板圧誤差、各スタンド間の張力１差等から適用修正
するのみに餉まっている。

本発明の目的は、任意の圧延材速度又は加減速時におい
て屯、先進率を測定することによって、所望の板厚制御
を行ない得る圧延機学習制御装亀１ｍ供することにある
。

本発明は、熱間正弧制御装置において、下工程である冷
却スプレー制御装置より得られた実績圧延材温度と目標
圧延材温度との偏差から、敏速の変化による温度偏差を
抽出し、この温度偏差よシ圧処機出餉の敏速を推定し、
この敏速を圧地機制御装蝋にフィードバックすることに
より、該圧処機制御１殻置にて算出する先進率を学習的
に修正し得るととに着目し、正弧機出働及びスプレー冷
却装置出側にそれぞれ温度検出器と、圧蝙機餓に速度検
出用パルス発振器、速度検出温、張力検出器。

圧延荷重検出器及び板厚針を設け、ｌた、圧延材の温度
を所望の温良に制御するに適する冷却水量を計算する冷
却水量計算飯筐と、該計算結果會一時記憶する記憶装置
と、圧延材の進行に応じてｌｌｌ１次バルジ゛開閉指令
を出力する材料移動検出装飯と、＃ｈ令に従って動作す
るパルプ開閉装置と、スルシー制御装ｌ装置から得られ
た敏速から先進率を適用修正して学習する機能を持つ板
厚制御ｌｋ甑と、修正されたロール周速を出力する駆動
装ｆＩＬｔ−具備し、該１°鼻装重にて目標温度と実測
温度との偏差よシ圧蝙材の敏速による変化のみを抽出し
、その値から板厚制御４１装置にて算出された先進率を
適用修正して学″Ｖ−Ｊることによシ、任意の圧延材速
度及び任意の加減速時においてもｎ度良く板厚を制御す
ることにより、上記の目的を達成する。

以下本発明の一実施例を第１図及び第２図に従って１１
５２明する。

第１図は本発明の圧廷機学習制御装置を適用する熱関圧
＃；装置の圧処機とスプレー冷却装置の概略構成図であ
る。

圧延材１は、１対のワークロール２と、このワークロー
ル２會上下から支持するバンクアンプロール３と、上側
のバックアップロール３に取付けられている圧下駆動装
ｆ１ｔ４から成る圧蝙機２台を通って、圧砥され、下工
程であるスプレー冷却装置５に入る。このスプレー冷却
１ｋｔ１５には、圧延材１にかける冷却水量を調整する
制御ノ（ルブ６と、この制御バルブ６に冷却水を供給す
るポンプ７が設けられている。このスプレー冷却装置１
５を出た圧延材１はロール８を経て巻取機９によシ巻取
られる。

各圧蝙機の出側にはスタンド間の圧延材１の張力を測定
する張力検出＠１０が設けられ、またワークロール２に
はパルス発振器（ＰＬＧ）１１が取付けられておｐｌこ
のパルス発振器１１の出力はロール崗速検出器１２に入
力されている　更に下側のバックアップロール３には圧
延荷重検出器１３が取付けられている。これらの検出鉄
筒によｐＸＸ絵際圧電状況を把握し、圧下駆動装首４に
より圧延材１にワークロール２を介して圧下刃が掛けら
れ、圧延材１の板厚が制御される。圧延材ｌの最終板厚
は圧ａ機の出側に設けられている圧処出餉辱み針１４に
て実測される。

圧蝙機を出て所望の板厚に制御された圧延材１は、次に
所望の温度に制御すべくスプレー冷却装置ｉ５に入る。

このスプレー冷却ＩｋｌｌＩ５では、圧処出側の温腋計
１５及びスプレー冷却装置５の出側に設けられた巻取温
度＃′４−１６によって測定された圧延材１のそれぞれ
の温度を基にして、ポンプ７より供給さｌした冷却水を
制御バルブ６によって開閉調整し、所定の冷却水量を圧
延材１にかけることにより、目標の巻取温度に圧延材１
が制御される。

第２１は本発明の圧延機学習制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。材料移動検出制御装置１１０
１には、正弧出側厚み＃ｆ１４と、温良針１５の検出１
１である圧延材１の板厚りと温度ＴＦ　　とが冷却６１
ｍ１１１の検出−１０２を介して入力され、また、圧延
機翻の検出器１０３からの圧延材ｌの敏速Ｖｏが同様に
検出器１０２を介して入力されると共に、巻取温度針１
６の検出値でおる巻取温ｔＴｃが検出器１０４を介して
入力されている。この材料移動検出制御−ｗＩｔｌｏｌ
の出力は計算装置Ｌ１０５と、配憶装置１１０６に出力
されている。肘算装＆１０５には検出器１０２から板厚
りと仕上温度Ｔｒ　とが入力され、ま九検出鮨１０４か
らは巻取温ｆＴｃが入力されると共に、記憶装置１１０
６の出力が入力されている。この＃Ｉ″ｉ算装皺１０５
はバルブ開閉ｆｉｉ１１１０７と、板厚制御１＆亀１０
８へ出力する。バルブ開閉装置１０７には、前記記憶１
ｉ１１（１０６の出力も入力され、このバルブ−閉装置
１０７は冷却装置１ｌ１０９，１１０に出力する。なお
冷却装＠１０９，１１０はこの２つで第１図のスプレー
冷却装［５を構成している２゜板厚側御＊ｔｉｏｓには
、張力検出ｔｔｌＯ，ロール周速検出器１２．圧延荷重
検出器１３のそれぞれの検出値である張力Ｔ買、ロール
周速Ｖｍ、　　圧端荷重Ｐムが圧延機側の検出器１０３
を介して入力され、更に、入側の温度針１７からの圧延
材１の温良が入力されている。この板厚制御４１装［１
０８の出力であるロール周速Ｖｍと圧ａ荷ＩＰに駆動１
Ｉｋｌ１１１１ｉ介して圧下駆動装置４とワークロール
２に入力される。なお、出１１１＊み１ｉ１４の検出値
である板厚りは検出器１０３にも入力されている。

次に本夾施例の動作について貌明する。材料移動検出制
御輪＊１０１Ｆｉ、検出器１０２よシ送らｆした検出信
号を基準に、正弧材料の５ＩＩＪＪ状態や冷却装置１０
９，１１０への設定タイミング等を船視するものであり
、圧延材１が所定の圧蝙スタンドに到着した時、圧処機
側の検出器１０３からの信ちにより材料の到着が知らさ
れる。検出し１０２は、冷却ｉ＃ｃｉｉｌ１１ｉＩの入
力情報を一括して取扱う検出器であり、厚みｒｔＦ１４
によって測定される圧延材１の板厚り、圧蝙出偶の温度
＃ｔ１５によって測定さｔしる圧延材１の材料温度Ｔｙ
及び圧蝙機側でロール周速等によ＃）得らｔした圧延材
１の敏速Ｖｏ勢を所定の＃ｊ定タイミング又はサンプリ
ング周期によって検出するものである。

材料移動検出制御輪ｆ１ｔ、１０１は、ここで材料の到
着を酩織し、計算装置１０５に１！ｒｔ算ル令を出力す
ると共に、材料の位ａ１勢材料のトラッキングに必要な
情報及び冷却計算に必要な材料固有の値を一旦記憶装［
１０６へ記憶する。耐算化令を受また計算装置１１０５
は、圧延材１が圧蝙出側温度針１５に到着するまで待ち
、該到着信号を材料移動検出制御輪ｆｌｌｌｌｏ１よシ
受け、出餉仕上温度針ＴＦ板ｊ１１ｂ、板速Ｖｏ等より
、必要な冷却水量を次式によｐ計算する。

但し、ｈは板厚、　Ｖｏは敏速、には常数、　ＴＦは仕
上温度（実測値）、Ｔｃは９橡巻取温度、Ｑは必要冷却
水量を示している。一方、冷却装＠１０９・１１０の供
給水量は次式の如く定−できる。

Ｑ：Σ！Ｉｔ、Ｑｔ　　　　　　　　　　　　・・・（
４）区 （ｋ−１〜ｂ） 但し、ｑ電は第ｉバンクの冷却水量、ａＩＥは開閉因子
（ａｘ＝００時オフでれ＝１の時オン）、ｂはバンク数
である。バルブ開閉装置１１０７は、上式の（３）と（
４）とが等しくなるような開閉因子を選択し、蚊当バン
クのバルブの開閉信号を冷却装置ｋ１０９゜１１０・・
、出力する。

計算装［１０５は、冷却水量の決定と共に冷却水量が各
要素についてどれ相変化するか各要素毎の微係数ｔも算
出する。即ちこれら微係数は次式の如（表わす仁とがで
きる。

検出−１０４は、巻取温度Ｔｃを測定すると共に’Ｉ’
ｃ　Ｋ刺着したことを材料移動検出制御＃置１０１へ知
らせる働きを持ち、この信号によシ巻取温嵐Ｔｃ　Ｆｉ
〜定のサンプリング周期にて実績収集される。目ＩＩ巻
堆−直Ｔｃと実績巻取温度ＴＣＡとの偏差ｔΔＴｃとす
れは次の式が成立する。

Δ’ｌ’ｃ　二ＴＣＡ　　ＴＣ、−（６）この（６）式
で示される温良偏差にはいろいろな意味が′＃まれる。

細ち、入力輪の仕上温度の誤差Δ’Ｉ’ＦＩｃ起因する
もの、厚み針の１表Δｈに起因するも１・、４・・ の、圧ａ１ｆＩＡ＠で推定された圧蝙材の敏速猫による
もの及び（３）式のモデルそのものによるΔＱ（ｈ。

■　Ｉｌｌ、　、　ｌ１ｌｃ）　　轡である。

最彼のものについては、統計的に光分な皺のランプルを
集めそれらを分析することによシ、光分な精良で実際の
冷却量を衆わすことが害きる。？ｌＪえは、（６）式で
得られ良伽差ΔＴｃと（５）式で侍られる微係数ａψ’
ｉｊ　ｌ’ｃとから下記のように冷却水量のフィードバ
ック量が求められる。

ｊＱｔｃ　　　＝　　＆　　Ｑ／ｉｊ　Ｔｃ　　・　　
ΔＴｃ／”ΔＴｃ／”＝ΔＴｃ′（ｈ−１）＋δ（ΔＴ
ｃ−ΔＴＣ’　（”−’　）　）但し、Δ１゛ｃは今回
鞠定した偏差、ΔＴｃ”）ｔよ今回採用する偏差、Δ’
ｌ’ｃ’　、（ｎ−′）　ｌｉ前回採用しｆｃ伽赤、ａ
＃′ｉ建数を示している。（７）式を次回の冷却水量次
定時に反映し、（３）式で得られた冷却水量Ｑ、に付加
して新たにＱ；とすれは、 Ｑ％　　＝　　Ｑｌ　＋　ｊＱｔｃ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　・・・（＃３ン（轡式龜（３
λ式を通用修正したものとなる。こｎ＃″ｉｌｔ＋ｊ−
材料でのフィードバックであるが、四−ロット内の材料
間について４ΔＱｔｃ　ｔ＆ＭＬ　”鰹のも嶽素に階別
して持つことによって容易に算出か口」馳でめる。

紗ち、（３）式にて１算される必貿冷却水量ｔ−ＱＩ。

（４）式で算出される供給水量を魁、更に、板厚り。

収速Ｖｏ、温１１　Ｔｙ及びＴｃ等で階別された適用修
正冷却量をΔＱ（ｈ、　Ｖｏ、　Ｔｒ、　Ｔｃ　）とす
れば、とんな場合にでも次の式が成立する。

ＣＪ＋　　Ｑ＊−ΔＱ（”、Ｖｏ、、Ｔｒ、Ｔｃ）＝０
　　　・・・（９）（９）式は（３）式に還元して言え
は、正しい板ＷＩＬｈ、板速Ｖｏ敏速上温ｆ’ｌ’ｔが
与えられれけ、巻取温度Ｔｃは目＊ｎｉに達することを
意味している。即ち、（９）式に（３）式を代入し基準
値からの誤差をΔで表わせは、 となる。この（ｌＯ）式のΔＩ／１（３）式を満たす基
準値がらの誤差なので（即ち、板厚、仕上ｍ度は実績値
）出側厚み台１１４及び仕上温東耐１５に１差がなけれ
ば、Δｈ二〇、ΔＴｒ　＝　０　　となる。これを代入
すれは、 となＪ）　（１１）式に（５）式を代入すればとなる。

従って目橡巻堆温度と実績巻取温度との偏差より、圧魅
材の収速の基準値からのめ差倉推御’Ｉすることができ
る。

また、（１０）式のΔは予６１１」埴を基準にしたもの
マ゛も良く、その場合には例えはΔｈ、ΔＴｒは子側１
故と実測１＃Ｌの差になるが、こｎらＦｉ′６１ｘにｇ
ｔ綽しイ＜華るので下記の様にΔ■０が算出できる。

（１２）式及び（１３）式のと５らの場合も、巻取′ｍ
嵐の制＃−差の中かし、収速による部分ケ抽出し１、機
運の外ａｋｔ−知ろうとするものですな。

一方、基準となる収速Ｖｏｂの次定法は、個々の力泳が
考えら扛るが、その１つとして圧延慎鮭−コのスキンバ
スが考えられる。こ扛は圧延荷ｍを１まとんと掛りない
揚台の圧姑でおり、この時圧下率ｒｒよ陥苓となる。前
述の（１）式、（２）式で示したようＶｃ、先進率はい
ろいろな擬木で決定されるか、−着火さな資本は圧下率
であり、圧下率が苓の場合、卸り入側と出１１１１の板
厚が等しい一合には先進率は岑となる。先＃：４−とロ
ール周速、収速との間には次式の関係が成立する。

Ｖｏ＋　＝　（１＋ｆｔ　）・νｍ　＋　　　　　　　
−（１４）ここで■ｏＩは第１スタンド出狽りの収速、
ｔＩは第１スタンドの先進率、　Ｖｌｌｌは第ｌスタン
ドのロール周速である。従って、収速はロール周速と叫
しいということか（１４）式より得られる。

圧蝙拐の板ａＶａ差（（１３１式にて求められるもの）
は、スプレー冷却制御の制御サン７”リング毎に決定さ
れるものでおｐｌ　１コイルに対してＮ回のサンプリン
グが行１ｉノれるものとすｆＬは、次式のような関係か
侍られる。

Ｖ＋−Ｖ−言ΔＶＯＪ（Ｊ−１〜へ、　　　　°（１５
）但し、Ｖｏｂｒ；！、＆連泰キ値、Δν的は収速１走
（第３回目）・ＶＪ　Ｕ＊　Ｊ　ｌｉｉ目の収速（〜却
装置か評価した本の）を示している。ＵＳ装［１０５は
、＋５料移動検出制御装＊１０１からｌｔｔ算すべさタ
イミング信号を受け、その都度に（１２）式又ｈ　（１
３）式Ｖこて板達偏差ｉｓ出し、（１５）式にて冷却装
置が把握。

し評価した収速ＶＪを算出する。

このＶＪを板厚制御装置１０８へフィートバンクするわ
けであるが、ＶＪは毎回変動する可ｉＬ性があるため、
却って板厚制御系に対する外札Ｖこな本ことも増えられ
る。これらを考慮して、フィードバックｉｌを決定する
。

〜　　　〜　　　ｄ　〜 ｙ−ｆ（ΣＮｊｌ　ＶＪ　ｌ　、１　ｔ　ｖｓ　）　　
　　　・”　（１６）（１４）式は、所！１ｌｌＰＩＤ
制御系であり、各積分、幀分、比例に対するゲインを圧
蝙材の基準となる板厚Ｖｏｂや板厚り母に調速すること
により、板厚−ａ糸に対するフィードバックｔｔ−決め
ることができる。

板厚制御系は、圧端荷重検出器１３．張力検出器１０．
ロール周速検出器１２％の測矩結米倉一括して取扱う検
出器１０３と、得られた実績値と予め１鼻されているＶ
足１１１１とから最適な板ｐ＃を制御する板〜制御１装
ｆｌｌ１０８と、これらの設定値を実際に出力する駆動
装置１１１とから構成されている。

板厚制御装置１ｊ１０８は冷却系の計算装＃ＩＬ１０５
から修止すべき収速Ｖを受け、先ず上式の１体槓速度一
定″の法則により各スタンド毎の修正収速を算出する。

ｈｙ、ｖ＝　ｈ、　−ｖ、　　　　　　　　”■ここで
、帽は第１スタンド出側の板厚、ｈｔｉ：）ストスタン
ド出餉の板厚（冷却系で扱う板厚に同じ）である。この
ように、各スタンド毎の修正すべき収速Ｖが求１ｔＬば
、これを（１４賦に適用して、修正すべき先進率１．を
求めることができる。

ｆｔ＝Ｖ＋ｕ／Ｖ＋　　１　　　　　　　　　　−０８
）この（１８）式は、冷却系の温度偏差から求められた
修正先進率を意味するが、実際に適用修正する場合には
下式の如く平滑す°る。

１１’　＝　ｆｔ＋Ｊ’　（Ｌ　　’Ｉ）　　　　　　
・・・（１９）但し、ＬＦｉ計算先進率、　　ｆｒ／ｄ
修正先進率　ｆｌ′は実際に用いる先進率、δ′は平滑
定数倉示す。以上述べたように、冷却装置にて得られた
収速の偏差を板厚制御装置１０８の先進率にフィードバ
ンクすることによｐ１先進率を精度良く制御することが
でき、最終的に板厚を正確に制御することができる。

本実施例によれば、計算装置１ｏ５は、材料移動検出制
御装置１０１からの信号にょシ、冷却装置１０９，１１
０９１１１の目標温度と実測温度との偏差よル圧蝙材１
の収速偏差を算出し、更に冷却装板厚制御装［１０ｇへ
フィードバックし、この板厚制御装置Ｅ１０８は修正す
べき収速■Ｊ１に受けて、各スタンド毎の修正収速を算
出し、この修止すべより、先進率を精度良く制御し得る
効果があり、任意の圧延材適度又は加減速時においても
、精度曳く板厚を制御し得る効果がある。また、本実施
例では、従来性なわれている板厚制御及び冷却制御に伺
ら付加する装置もなく上記の効果を実現し祷るため、コ
ストパフォーマンスが非常に高いという効果がある。

以上記述した如く本発明の圧延機学習制御装置によれは
、任意の圧延材速度又は加減速時においても、先進率ｔ
−１１１定することによって、所望の板厚制御ｔｈない
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧延機学習制御装置の一実施例を適用
した熱間圧延制御装置とスプレー制御装置の概略構成図
、第２図は本発明の圧延機学習制御装置の構成を示すブ
ロック図である。 １０・・・張力検出器、１１・・・パルス発振器、１２
・・・ロール周速検出器、１３・・・圧延荷重検出器、
１４・・・圧延出側厚み針、１５・・・正弧出麹の温度
針、１６・・・巻Ｊ＆温ＩＩＬＩｔ−，１７・・・入側
の温度針、１０１・・・材料移動検出制御４１装置、１
０２，１０３，１０４・・・検出器、１０５・・・計算
装置、１０６・・・記憶装線、１０７・・・バルブ開閉
装置、１０８・・・板厚制御１４１装置、１０９．１１
０・・・冷却装置、１１１・・・駆ＪＩＩＪ装激。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　ロール周速と先進率との積である圧延材の敏速よ
   シ、板厚を制御する装置を有する圧ａ機の下工程である
   冷却スプレー制御装４ＩＩＬを、通過した圧延材の＊績
   圧蝙材温度と目標圧延材温度との偏差を検出する手段と
   、該偏差から圧延材の敏速に起因する偏差のみを分離す
   る手段と、この偏差を敏速に変換して圧ａｍ側にフィー
   ドバックする手段と、該フィードバックさｊＬ九板敏速
   よシ圧蝙根側で算出された先進率を学習的に修正する手
   段とを儂えたことｆｔ％徴とする圧砥機学習制御装重。