JPS60118313A - 圧延機の板厚制御方法 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、圧延機の自動板厚制御方法、特に、ゲージ
メータＡ　Ｇ　Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｕｇｅ　
Ｃｏｎｔｒｏｌ　）方式の改良に関する。

〔従来技術〕

この種圧延機の板厚制御方法としては、従来第１図に示
すようなものが提案されている。すなわち、第１図にお
いて、１は、被圧延材としてのストリップであって、こ
のストリップ１が圧延機２によって所定板厚に圧延され
る。圧延機２は、ハウジング３内にワークロール４．５
と、これらに転接するバンクアップロール６．７と、下
側バックアップロール７を上下動させて圧下刃を調整す
る圧下シリンダ８とを有し、ワークロール４，５間にス
トリップ１が挿通される。また、上側バックアップロー
ル６とハウジング３との間に前記圧下シリンダ８の圧下
刃を検出するロードセル等の圧下力検出器９が配設され
ていると共に、圧下シリンダ８には、その圧下位置を検
出する圧下位置検出器１０が配設されている。

そして、圧下シリンダ８が板厚制御回路１１によって制
御される。板厚制御回路１１において、圧下力検出器９
の検出信号Ｐが供給された圧下力制御装置としての圧下
刃ＡＧＣ装置１２は、その検出信号Ｐに基づいてその圧
下量の変動量ΔＰを算出し、この変動量ΔＰとミル定数
Ｍとの商ΔＰ／Ｍで表される制御信号ＣＳを出力する。

この制御信号Ｃ８は、ＡＧＣゲイン設定器１３に供給さ
れて所定のＡＧＣゲインに３が乗算され、その乗算出力
が圧下シリンダ位置指令信号ｈａ　（＝に３・ΔＰ　／
Ｍ）として出力される。この圧下位置指令信号ｈｏは、
一方の入力側に圧下位置検出器１０の検出信号りが供給
された差動アンプ１４の他方の入力側に供給されている
。したがって、差動アンプ１４から制御信号ｈｏと検出
信号りとの差値で表される位置制御信号Δｈが出力され
、この制御信号Δｈが、圧下位置制御系のゲインに１を
設定するゲイン設定器１５、流量ゲインの補正ゲインに
２を設定する補正ゲイン設定器１６を介してサーボバル
ブ１８に供給される。この場合、前記流量ゲインはサー
ボバルブ１８の弁開度とその時の圧下刃とシリンダ移動
方向とによって定まるゲインである。そして、サーボバ
ルブ１８は、油圧ポンプ１９及び圧下シリンダ８とを接
続する流体圧配管２０に介挿されており、この流体圧配
管２０内を流れる流体圧力を制御して圧下シリンダ８に
よる圧下刃を制御する。

ここで、圧下刃ＡＧＣ装置１２におけるゲイン設定器１
３のＡＧＣゲインに３は、制御系の応答遅れや圧下刃の
変動量ΔＰの検出精度等に基づく前記圧下シリンダ８の
位置のハンチングを防止するために制御信号ΔＰ／Ｍを
なまらせる（小さくする）もので、Ｏ≦に３≦１に選定
されている。

この場合、ＡＧＣゲインに３を、Ｋ３＝１に選定すると
、理論的には、板厚偏差が零となるが、制御系の応答遅
れやΔＰの検出精度の点から圧下シリンダ８の位置がハ
ンチングすることになり、実際には、Ｋ３＝１に選定す
ることはできない。また、圧下位置制御系ゲインＫｌは
、ＡＧＣゲイン設定器１３からの圧下シリンダ位置指令
信号り。

に対して、実際の圧下シリンダ８の位置を追従させるた
めに必要なゲインであり、このゲインＫｌは、圧下方向
や圧下刃に無関係に大きくすると応答が速くなり、逆に
小さくすると、応答が遅くなる。さらに、流量補正ゲイ
ンに２は、ゲインＫｌと同様に、圧下位置制御系におけ
る流量補正を行うゲインであって、圧下シリンダ８の圧
下方向及び開放方向の流量は、サーボバルブ１８が同一
弁開度であっても、両者間に差が生じ、応答性も異なる
ため、これを補正するために用いられ、このゲインに２
を大きくすると、圧下刃やシリンダ移動方向による応答
の違いをなくすることができる（応答の低い方を速い方
に合わせる）。因に、圧下位置制御系においてサーボバ
ルブ１８を通過する流量Ｑは、圧下シリンダ８が圧下方
向（バックアップロール７を上昇させる方向）に制御さ
れるときに、下記Ｔｌ１式で、また、開放方向（バック
アンプロール７を下降させる方向）に制御されるときに
、下記（２）式で夫々表せる。

・・・・・・・・・・・・＋１１ ここで、Ｑｏ：サーボバルブ固有の基準流量（定数）、
Ｆ：圧下刃（ｔｏｎ）、Ａ＋シリンダ面積（−）（定数
）、ｐｒ＝サーボバルブ入力ポンプ側ないし開放側の圧
力（ｋｇ／ｃ−Ｊ）　、ｐｚ　：サーボバルブ及び圧下
シリンダ間の作動圧（ｋｇ／ｃｊ）　、ｐ。

：サーボバルブ固有の基１１！！差圧（ｋｇ　／　ｃｔ
ｌ　）である。

以上の従来の板厚制御方法によると、その制御効果を上
げ、板厚精度を向上させるためには、流体圧による圧下
シリンダ８の応答性を高めることが必要になる。

この応答性は、サーボバルブ１８と圧下シリンダ８との
間の流体圧配管２０の長さによって支配される。すなわ
ち、サーボバルブ１８の位置を圧下シリンダ８に近づけ
れば近づける程応答性がよくなる。しかしながら、現実
には、圧延機２との取合、保全性等の点から流体圧配管
２０の長さを短くするには、一定の限度がある。

このように、サーボバルブ１８及び圧下シリンダ８との
間に流体圧配管２０が存在しているので、制御効果を向
上させるために、圧下位置制御系ゲインＫｌ＋流量補正
ゲインに２．ＡＧＣゲインに３を上げると、流体圧配管
２０が振動することになる。このため、最適ゲインを設
定することができず、板圧制御の効果が低下せざるを得
ない欠点を有するものであった。

また、流体圧配管２０に振動が発生した場合には、この
振動を停止させるために、作業者がＡＧＣゲイン設定器
１３のＡＧＣゲインに３を手動で低下させることにより
、対処しているが、その対応が遅れることがあり、板厚
精度上も好ましくないと共に、流体圧配管を支持する支
持部材のボルト弛みや流体圧配管にクランクを生じ、圧
延が不可能になる欠点を有するものであった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記従来方法の欠点に着目してなされたも
のであり、その目的は、流体圧配管の振動を生じない程
度にゲイン制御装置のゲインを高めて、板厚を高精度で
制御することが可能な圧延機の板厚制御方法を提供する
ことにある。

〔発明の要点〕

上記目的を達成するために、この発明は、圧延機のロー
ルを圧下する流体圧圧下機構を、その圧下力を検出する
圧下力検出器の検出信号に応じて圧下力制御装置を有す
る制御系により制御し、もって板厚を制御する圧延機の
板厚制御方法において、前記圧下力制御装置の出力信号
が所定レベル範囲内にあるか否かをもって前記流体圧配
管が振動状態にあるか否かを判定手段で判定し、その判
定結果に基づきゲイン制御手段によって、圧下力制御系
のゲインを制御して、流体圧配管の振動による板厚変動
を抑制するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示す系統図である。

この発明においては、ＡＧＣゲイン設定器１３からの位
置指令信号ｈｏが検出回路２１に供給されている。この
検出回路２１は、位置指令信号り。

が所定レベル範囲を越えたときに、その所定レベル範囲
を越えている期間中このことを表す例えば論理値“１”
の判定信号ＳＤを出力するように構成されている。とこ
ろで、前記流体圧配管２０が振動を生じるときには、圧
下刃ＡＧＣ装置１２の出力信号がハンチングして、振動
を生じないときの振幅に比較して大きくなることが確認
される。

そこで、前記の所定レベル範囲は、流体圧配管２０に振
動を生じるときの位置指令信号ｈｏに応じた検出信号を
出力するようなレベル範囲（例えば振幅が５０μｍ）に
設定されている。ここで、検出回路２１としては、包絡
線検波回路と比較回路との組合せ、又は整流回路と平滑
化回路との組合せ等によって構成することができる。

検出回路２１の検出信号ＳＤは、ＡＧＣゲイン設定器１
３のゲインを制御するゲイン制御装置２２に供給される
。このゲイン制御装置２２は、例えば第３図に示すよう
に、インターフェイス回路２３、演算処理装置２４及び
記憶装置２５で構成されていて、所謂マイクロコンピュ
ータ等により、制御プログラムの下で実現できる。

インターフェイス回路２３の入力側には、検出回路２１
の出力側が接続されていると共に、その出力側には、Ａ
ＧＣゲイン設定器１３の制御信号入力側が接続されてい
る。また、演算処理装置２４は、検出回路２１の検出信
号ＳＤを読み込み、この検出信号に基づき所定の演算処
理を実行してＡＧＣゲイン設定器１３のゲインに３を制
御する制御信号ＳＣをインターフェイス回路２３を介し
て出力する。さらに、記憶装置２５は、演算処理装置２
４の演算処理に必要なプログラムを記憶していると共に
、演算処理装置２４の演算結果等を記憶する。

次に、演算処理装置２４の処理手順を第４図の流れ図を
用いて説明する。

まず、ステップ■で初期設定を行う。この場合の初期設
定は、ＡＧＣゲイン設定器１３のゲインに３を後述する
初期設定値αに設定すると共に、後述するサンプルカウ
ンタ及びコイルカウンタをリセットする。次いで、ステ
ップ■に移行して検出回路２１の検出信号ＳＤを読み込
み、次いで、ステップ■でステップ■で読み込んだ検出
信号ＳＤが論理値“１″であるか否かを判定する。この
場合の判定は、流体圧配管２０が振動しているか否かを
判定するものであり、流体圧配管２ｏが振動していると
き即ち検出信号ＳＤが論理値″１”であるときには、ス
テップ■に移行して演算処理装置２４内に設けたサンプ
ルカウンタを１だけインクリメントしてステップ■に移
行する。

このステップ■では、サンプルカウンタのカウント値が
１０であるか否かを判定する。この場合の判定は、流体
圧配管２０が外部要因による単発的な振動ではな（流体
圧配管２０自体が確実に振動しているか否かを判定する
ものであり、サンプルカウンタのカウント値が所定値１
０未満であるときには、後述するステップ［相］に移行
し、また、カウント値が１０であるときには、流体圧配
管２０が振動しているものと判定し、ステップ■に移行
してサンプルカウンタ及び後述するコイルカウンタをリ
セットしてからステップ■に移行する。

このステップ■では現在のＡＧＣゲイン設定器１３のゲ
インに３が初期設定値αを越えているか否かを判定する
。この場合、初期設定値αは、以下述べるように選定さ
れている。

１１　− ところで、実際の圧延データや理論上から制御系のトー
タルゲインＫ　（＝Ｋｔ　−Ｋｚ　・Ｋ３）は、その値
が大きい程、流体圧圧下の応答性が向上し、板厚精度を
高めることができることが知られている。一方、トータ
ルゲインにの値が大きくなる程、流体圧配管２０が振動
することも圧延データから実証されている。

そこで、各ゲインＫｌ＊　Ｋ２　＋　Ｋ３の値を太きく
して行き、流体圧配管２０が振動を開始する限界点をゲ
インＫｌをパラメータとして実測したとこる第５図に示
す結果が得られた。この第５図から明らかなように、流
体圧配管２０の振動限界は、ゲインＫｌとゲインに２．
に３との間で直線関係にあることが理解される。したが
って、この第５図のデータからゲインに！＋　Ｋｚｒ　
Ｋ３の関係をめると、次式のようになる。

に３＝　−（０，９０−０，０５に２　）　・・・・・
・・・・・・・（３）ｌ したがって、ＡＧＣゲイン設定器１３のゲインに３の初
期設定値αは、流体圧配管２０の振動を２ 防止するため、上記（３）式よりもトータルゲインにの
値が少な目となるように、例えば次式のように設定して
おく。

α−に３　＝−（０，９０−０，０５に２　）　−０，
０５ｌ ・・・・・・・・・・・・（４） そして、ステップ■でに３＞αと判定されたときには、
ステップ■に移行してＡＧＣゲイン設定器１３のゲイン
に３を初期設定値αに変更制御すると共に、その初期設
定値αを新たな設定値に３として記憶装置２４の所定記
憶領域に更新記憶する。また、ステップ■でに３≦αと
判定されたときには、振動を防止する策として、ステッ
プ■に移行してＡＧＣゲイン設定器１３のゲインに３が
ら所定値例えば０．０５だけ減算制御すると共に、その
減算値（Ｋ　３−０．０５）を新たな設定値に３として
記憶装置２４の所定記憶領域に更新記憶する。

次いで、ステップ■又はステップ■からステップ［相］
に移行し、圧延作業を終了したか否かを判定する。この
場合の判定は、圧延機２の圧延作動を停止したか否かを
判定するものであり、例えば圧延機２の起動停止スイッ
チがオンであるか否かにより判定する。このとき、起動
停止スイッチがオフであって、圧延機が動作中であると
きには、ステップ■に戻り、起動停止スイッチがオンで
あって、圧延機２が停止状態であるときには、処理を終
了する。

また、ステップ■で検出回路２１の検出信号５ＤＩＪ＜
論理値“０”であるときには、ステップ■に移行してサ
ンプルカウンタをリセットしてからステップ＠に移行し
、１つのストリップ１の圧延を終了したか否かを判定す
る。このとき、ストリップ１がまだ圧延中であるときに
は、前記ステップ［相］に移行し、ストリップ１の圧延
が終了したときには、ステップ０に移行して演算処理装
置２３内に設けられたコイルカウンタを１だけインクリ
メントしてからステップ■に移行する。

このステップ■では、コイルカウンタのカウント値が所
定値例えば５であるか否かを判定する。

この場合の判定は、所定期間流体圧配管２０が振動を生
じていないことを判定するものである。そして、コイル
カウンタのカウント値が所定値５未満であるときには、
前記ステップ［相］に移行し、カウント値が所定値５で
あるときには、ステップ［相］に移行する。

このステップ［相］では、前記ステップ■及びステップ
■で記憶した現在のＡＧＣゲイン設定器１３の設定ゲイ
ンに３を読み込み、これに例えば（α−に３）／３を加
算した値（Ｋ３　＝に３　＋　＜α−に３）／３）とな
るようにＡＧＣゲイン設定器１３のゲインを増加させる
と共に、このときの新たなゲインを設定ゲインに３とし
て記憶装置２４の所定記憶領域に更新記憶する。

次いで、ステップ［相］に移行してコイルカウンタをリ
セットしてから前記ステップ［相］に移行する。

ここで、ステップ■乃至ステップ■及びステップ■の処
理が判定手段を構成し、ステップ■乃至ステップ［相］
及びステップ＠乃至ステップ［相］の処理が制御手段を
構成している。

次に、作用について説明する。まず、圧延機２５ が停止状態であり、ワークロール４．５が回転停止して
いる状態では、ゲイン制御装置２２は、非作動状態にあ
り、第４図の処理は実行されない。

この状態から圧延機２の作動を開始させると、これに応
じて第４図の処理が実行される。したがって、ステップ
■で初期化が行われ、次いでステップ■で検出回路２１
の検出信号ＳＤを読み込み、次いでステップ■で検出信
号ＳＤが論理値“１”であるか否かを判定する。このと
き、流体圧配管２０に振動を生じる場合には、検出信号
ＳＤが論理値“１”となるので、ステップ■からステッ
プ■に移行してサンプルカウンタを１だけインクリメン
トする。次いで、ステップ■に移行してサンプルカウン
タのカウント値が所定値１０であるか否かを判定する。

カウント値が１０未満であるときには、ステップ［相］
に移行し、この振動判定処理を検出回路２１の検出信号
が論理値“１”を継続している間繰り返す。そして、サ
ンプルカウンタのカウント値が１０になると、即ち流体
圧配管２０の振動が所定期間継続すると、ステップ■か
ら６ ステップ■に移行してサンプルカウンタをリセ・７トす
る。次いで、ステップ■に移行する。この場合に３−α
であるので、ステップ■に移行してＡＧＣゲイン設定器
１３のゲインを所定値０．０５分減少させてその値を新
たな設定ゲインに３とする。

次いで、ステップ［相］に移行して圧延機２が圧延作業
中であるか否かを判定し、圧延中であるので、ステップ
■に戻る。

そして、上記ゲイン減少処理によっても流体圧配管２０
の振動が停止しない場合には、ステップ■乃至ステップ
［相］のゲイン減少処理を繰り返し、流体圧配管２０の
振動が停止して検出回路２１の検出信号ＳＤが論理値“
０”となると、ステップ■からステップ■に移行してサ
ンプルカウンタをリセットしてからステップ＠に移行し
て１つのストリップ１の圧延が終了したか否かを判定す
る。

このとき、圧延中であるときには、ステップ［相］に移
行する。そして、この状態を継続して１つのストリップ
１の圧延を終了すると、ステップ［相］からステップ［
相］に移行して、コイルカウンタを１だけインクリメン
トし、次いで、ステップ■でコイルカウンタのカウント
値が所定値５であるか否かを判定し、カウント値が５未
満のときには、ステップ［相］に移行する。そして、流
体圧配管２０が振動を生じない状態で五つのストリップ
１の圧延を終了すると、ステップ■からステップ■に移
行してＡＧＣゲイン設定器１３のゲインに３を所定値（
α−に３）／３だけ増加させ、次いで、ステップ［相］
に移行してコイルカウンタをリセットし、次いで、ステ
ップ［相］に移行して圧延機２が圧延状態であるか否か
を判定する。圧延状態を継続している場合には、ステッ
プ■に戻る。

そして、流体圧配管２０が引続き振動を生じない場合に
は、以上のゲイン増加ステップを繰り換えし、流体圧配
管２０が振動した時点でステップ■乃至ステップ［相］
のゲイン減少処理を行う。その結果、制御系の応答性を
振動を生じない程度に最大限に向上させることができる
。

また、流体圧配管２０の振動期間がサンプルカウンタの
カウント値が所定値１０に達しない程度の僅な期間であ
るときには、検出回路２１の検出信号ＳＤがサンプルカ
ウンタのカウント値が所定値１０となる前にステップ■
からステップ■に移行するので、サンプルカウンタがリ
セットされ、前記ゲイン減少処理に移行することはない
。このため、外乱によって流体圧配管２０が振動したと
きのように、流体圧配管２０自体による振動以外の振動
では、ゲイン減少処理が行われることが無く、制御系の
応答性が不必要に低下することを防止することができる
。

なお、この発明の方法を適用した場合の流体圧配管２０
の無振動状態及び振動状態におけるＡＧＣゲイン設定器
１３の出力信号と、板厚との関係を第６図ｔＭｌ及び（
ｂ）に示す。この図から明らかなように無振動状態及び
振動状態における板厚変化幅が僅かとなることが実証さ
れた。

なお、上記実施例においては、ゲージメータＡＧＣ回路
１１のゲインに３を制御することにより、制御系の応答
性を向上させる場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、圧下位置９ 補正ゲインＫｌ又は流量補正ゲインに２を制御してトー
タルゲインＫを制御するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、流体圧配管の
振動を、圧下力制御装置からの制御信号のハンチングを
判定手段で判定することにより検出し、その判定結果に
基づきゲイン制御手段で圧下力制御系のゲインを制御し
て、流体圧配管の振動を抑制しながら制御系のゲインを
大きくするようにしたので、この制御系における応答性
を高めて板厚を高精度で制御することができ、しかも、
その板厚制御を人手を煩わすことなく自動的に行うこと
ができ、さらに流体圧配管の振動を抑制することができ
るので、この流体圧配管を支持する支持部材のボルト弛
みや流体圧配管の破損等を防止することができる等の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の板厚制御方法を示す系統図、第２図は
、この発明の一実施例を示す系統図、第３図は、ゲイン
制御装置の一例を示すブロック図０ 、第４図は、ゲイン制御装置の処理手順を示す流れ図、
第５図は、位置制御系ゲインをパラメータとしたＡＧＣ
ゲインと流量補正ゲインとの関係を示すグラフ、第６図
＋８）及び（ｂ）は、夫々ＡＧＣ制御装置の出力信号波
形及びストリップの板厚を示す図である。 １・・・・・・ストリップ、２・・・・・・圧延機、４
，５・・・・・・ワークロール、６，７・・・・・・バ
ックアップロール、８・・・・・・流体圧シリンダ、９
・・・・・・圧下力検出器、１１・・・・・・板厚制御
回路、１２・・・・・・圧下刃ＡＧＣ装置、１３・・・
・・・ゲイン設定器、１４・・・・・・差動アンプ、１
５・・・・・・位置制御系ゲイン設定器、１６・・・・
・・流量補正ゲイン設定器、１８・・・・・・サーボパ
ルプ、１９・・・・・・油圧ポンプ、２０・・・・・・
流体圧配管、２１・・・・・・判定回路、２２・・・・
・・ゲイン制御装置。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　森　哲也 代理人　弁理士　内藤　嘉昭 代理人　弁理士　清水　正 代理人　弁理士　掘出　信是

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）　圧延機のロールを圧下するために流体圧配管を
   介して作動流体が供給される圧下機構を、その圧下刃を
   検出する圧下力検出器の検出信号に応じて圧下力制御装
   置を有する制御系により制御し、もって板厚を制御する
   圧延機の板厚制御方法において、前記圧下力制御装置か
   らの制御信号が所定レベル範囲内にあるか否かをもって
   前記流体圧配管が振動状態にあるか否かを判定手段で判
   定し、その判定結果に基づきゲイン制御手段によって、
   前記圧下力制御系のゲインを制御して、前記流体圧配管
   の振動による板厚変動を抑制することを特徴とする圧延
   機の板厚制御方法。 （２）前記判定手段は、前記圧下力制御装置の出力信号
   が所定期間連続的に前記所定レベル範囲外となったとき
   に、流体圧配管が振動しているものと判定するように構
   成されている特許請求の範囲第＋１）項記載の圧延機の
   板厚制御方法。 （３）前記ゲイン制御手段は、前記判定手段の判定結果
   が流体圧配管の振動状態を意味するときに、前記圧下力
   制御系のゲインを低下させるように制御する特許請求の
   範囲第＋１１項又は第（２）項記載の圧延機の板厚制御
   方法。 （４）前記ゲイン制御手段は、前記判定手段の判定結果
   が所定期間流体圧配管が無振動状態であるときに、前記
   圧下力制御系のゲインを所定値分上昇させるように制御
   する特許請求の範囲第（１）乃至第（３）項の何れかに
   記載の圧延機の板厚制御方法。