JPS61222621A - 連続圧延機のル−パ制御装置 - Google Patents

連続圧延機のル−パ制御装置

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JPS61222621A
JPS61222621A JP60065929A JP6592985A JPS61222621A JP S61222621 A JPS61222621 A JP S61222621A JP 60065929 A JP60065929 A JP 60065929A JP 6592985 A JP6592985 A JP 6592985A JP S61222621 A JPS61222621 A JP S61222621A
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JP
Japan
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angular velocity
angle
looper
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looper arm
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JP60065929A
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JPH0472609B2 (ja
Inventor
Hirotoshi Domoto
道本 博俊
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/50Tension control; Compression control by looper control

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主に熱延仕上ミル等の連続圧延機において用い
るルーパの制御装置に関するものである。
(従来技術〕 通常ルーパはスト、リップ等圧延材のループー、及び圧
延材張力を安定維持する機能を司っており、圧延材通板
時等における圧延材トップのスタンド噛込み直後の如き
ライン速度の外乱に際して生ずる角速度の変動を角度一
定制御を施すことによって補償する方法が採用されてい
る。
第6図は従来装置のブロック図であり、ルーパアーム角
度指令値としてθrefが設定されている場合において
、いま圧延ライン速度に外乱が生じてVLとなり、伝達
関数に、の伝達要素61、例えハ圧延・ルーパ系におけ
るルーパアームの角度がθになったとすると、角度検出
器41により検出したルーパアームの角度θと加え合せ
点63へ出力する。
加え合せ点63においてはルーパアーム角度θと角度指
令値θrefとの角度偏差Δθが求められ、角度偏差信
号として角度制御装置(伝達関数1+64に入力され、
ここで比例・積分・微分演算を施された後、ミルモータ
の速度制御装置・(伝達関数に速度1一正制御信号が出
力され、ルーパアーム角度が修正されるようになってい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上述した如き従来装置における開路伝達関数G
、(!lの特性、即らそのゲイン曲線は第7図に示す如
く近似される。第7図のグラフは横軸に角周波数ω(r
ad/秒)を、また縦軸にゲイン(dB)をとって示し
てあり、これから明らかな如く安定条件を満たすための
折点周波数1 / T nにおける伝達関数Go(3)
のゲインは15〜20d[Iとする必要が5.6丁n 
     10Tn 程度であるから急激な外乱発生時にはこれに追従するこ
とが出来ず、特に通板に際しての圧延材トップの噛み込
、み直後等における如(セットアツプ不良、或いは板W
−変動があったときルーパアーム角度が急変し、必然的
に板張力も急変してしまうという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは従来行っているルーパアーム角度を
一定に維持するルーパアーム角度一定制御をメジャール
ープによって司る一方、角速度一定制御を司るマイナル
ープを設け、外乱によるルーパアームの角速度の変化を
可及的迅速に低減して急激なライン速度の変動に対して
も高い応答性が得られるようにした連続圧延機のルーパ
制御装置を提供するにある。
本発明に係る連続圧延機のルーパ制御装置は、ルーパア
ームの角度を検出し、該検出値と角度指令値との角度偏
差を求め、これを解消すべくミルモータ速度を調節する
角度一定制御系を有するメジャーループと、ルーパアー
ムの角速度を検出し、これと基準値との角速度偏差を求
め、これを解消すべくミルモータ速度を調節する角速度
一定制御系を有するマイナーループとを具備することを
特徴とする。
【実施例〕
以下本発明を、その実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。第1図は本発明に係る連続圧延機のルーパ
制御装置(以下本発明装置という)の模式図であり、図
中i、i+lは相隣する2つのスタンド、lはルーパ、
2は圧延材を示している。ルーパlはスタンドi、i+
1間にあって、白抜矢符方向から通された圧延材2をそ
の下面部から上方に向けて押圧し、圧延材2に適切な張
力を付与すると共に、スタンドi、i+1間に適正な圧
延材2のループ量を確保するようになっている。
ルーパlは先端部にローラlaを枢支したアームlbの
基端部をモータ(例えば油圧、又は電動モータ)3に連
繋して構成されており、そのルーパアームlbの角速度
ωはこれに付設した角度検出器4、角速度検出器5にて
検出される。角度検出器4はセルシン、或いはパルスジ
ェネレータ等にて構成され、また角速度検出器5はタコ
ジェネレータ等にて構成されている。角速度検出器5で
検出された角速度ωは直接加算器8へ入力され、また角
度検出器4で検出された角度θは減算器6及び張力制御
装置12へ入力される。減算器6は角度指令値と入力さ
れたルーパアーム角度θとの角度偏差Δθを求めてこれ
を角度制御装置7へ出力し、該装置7にて角度変更量を
算出し、これを角速度指令値として減tt器8へ出力す
る。即ち角度の変化時に、その偏差に比例した角速度で
修正を可能とする。減算器8においては前記角度指令値
と、角速度検出器5から直接入力される角速度ωとを加
え合わせてその角速度偏差を角速度制御装置9へ入力す
る。
角速度制御装置9は入力された角速度偏差に基づいて角
速度変更量を演算し、これを補正値として加算器10へ
出力する。
加算器10においては圧延材2の速度指令値と角速度の
補正値とを加算し、速度設定信号として速度制御装置1
1へ出力する。
速度制御装置11は入力された速度設定値を実現するに
必要なミルモータに対する制御量を算出すると共に、こ
れに相応する制御信号をミルモータへ出力し、ルーパア
ームの角度及び角速度を共に一定制御、換言すれば大き
な変動を抑制する方向に制御を行うこととなる。
なお張力制御量W112にあっては、入力されたルーパ
アームの角速度ωに基づいて圧延材2の張力を算出し、
張力指令値と比較してその張力偏差に相当する信号をト
ルク制御量wl13へ出力する。トルク制御装置f13
は入力された張力偏差を解消するためのトルク修正量を
算出し、これをモータ3へ出力し、ルーパトルクを修正
制御して圧延材2に所定の張力を付与せしめるようにな
っている。
次に上述した本発明装置による制御内容を第2図に示す
ブロック図に基づいて説明する。第2図において、いま
圧延ライン速度にVLの外乱が生じ、この結果、伝達関
数に、を有する伝達要素21、例えば圧延・ルーパ系の
ルーパアームの角速度がωだけ変化したとすると、この
角速度ωは積分要素22及び加え合せ点25へ出力され
る。ta分tJ!!、fi22においては入力された角
速度ωに積分演算を施してルーパアーム角度θの変化と
して加え合せ点23へ出力し、加え合せ点23から角度
指令値θrefとルーパアーム角度との角度偏差として
伝達関数に9伝達要素24、例えば角度制御装置にて比
例・積分演算を施し、角度偏差を解消するための角速度
変更量を求めてこれを角速度指令値として加え合せ点2
5へ出力する。加え合せ点25においては前記角速度指
令値と角速度検出器5から出力されるルーパアームの角
速度との角速度偏差を伝達関数にωの伝達要素26、例
えば角速度制御装置へ入力し、ここで比例演算を施され
、角速度偏差を解消するための角速度変更量を演算して
伝達関数1+sT の伝達要素、例えば速度制御装置へ出力する。該速度制
御装置にあっては、入力された角速度変更量に基づいて
ミルモータの制御量を演算し、該ミルモータに制御信号
を出力してルーパアームの角度及び角速度変化を抑制す
べくミルモータ速度を調節する。
上述した如き本発明装置にあってはルーパアームの角度
一定制御系のメジャーループとは別にルーパアームの角
速度一定制御系のマイナーループを備えるから、外乱に
より生じたルーパアームの角速度変化を直接的に検出し
得てミルモータ速度に対する補正出力を迅速に発するこ
とが出来、応答性が格段に向上し、外乱に対するルーパ
アームの角速度変化を大幅に低減し得て、角速度変化に
伴うストリップの張力変動、板W、変動を低減出来、安
定な通板を行い得ることとなる。
第3図は、本発明装置のゲイン曲線を示すグラフであり
、横軸に角周波数ω(rad/秒)を、また縦軸にゲイ
ン(dB)をとって示してあり、そのゲイン曲線は角速
度一定制御の制御系、即ちマイナーループのゲインを例
えば第3図に破線で示す如(変更することによって閉路
伝達関数G(3)の交叉角周波数ωGは更に大きくする
ことが出来、より確実な安定状態を得ることができるこ
とが解る。
第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、
図中31は伝達関数KOを有する伝達要素、例えば圧延
・ルーパ系を示している。いま圧延材トップの圧延スタ
ンドへの噛み込み等のため、うイン速度にVLO外乱が
生じ、このとき伝達要素31からルーパアームの角速度
がωだけ変化したとすると、角速度信号は積分要素32
で積分され、ルーパアーム角度θとして加え合せ点33
で角度指令値θrefとの角度偏差が求められ、伝達要
素34、例えば角度制御装置へ入力され、ここで比例、
又は比例・積分演算を施され、角度変更量を演算して、
これを角速度指令、値として伝達関数積分により角度変
化を大幅に修正すると共に角速度制限器(リミッタ)に
入力され、ここで予め定めた値以上のレベルの信号を遮
断し、加え合せ点36へ入力する。このリミッタにより
急激な角度変化が抑制されるので、異常な動作が生じな
い、加え合せ点36においては前記第1.2図に示した
実施例と同様にルーパアームの角速度と、角速度指令値
との角速度偏差を伝達関数にωの伝達要素37、例えば
角速度制御装置へ入力し、ここで比例・積。
分演算を施して角速度変更量を演算し、これを転置に入
力し、圧延材2の速度修正量を演算し、ミルモータ制御
信号を出力するようになっている。
上述した如き本発明装置にあっては前記第1゜2図に示
した実施例の効果に加えて、角速度制限器を備えるから
過大な外乱が生じた場合にも角速度指令値を一定以下に
抑制出来ることとなって、特に通板灰抜は時等の急変時
における安定性が一層向上し、張力も安定するなどの効
果が得られる。
次に本発明装置と従来装置とにおける理論上の応答値を
比較して示す、なお操業条件は応答周波数20rad/
秒の仕上ミルを用い、圧延速度10m5ecとし、使用
供試材は低炭素キルド鋼製であって、仕上寸法を板g1
.6韻、板@1000鯨とし、またルーパアームの設定
角を20°とした。結果は表1に示すとおりであ−る。
この表1から明らかなようにマイナーループのゲインが
メインループ及び従来装置に比較して格段に小さく応答
性に優れ、ルーパアームの角速度の低減が迅速に行われ
ていることが解る。
表    1 続いて第5図(イ)に示す如くルーパアームの角速度を
変化させた場合における本発明装置と従来装置との比較
試験結果を示す、第5図(ロ)。
(ハ)、(ニ)、第8図(イ)、(ロ)、(ハ)は夫々
本発明装置、従来装置の結果を示しており、第5図(イ
)、(ロ)、(ハ)、(ニ)!よ夫々縦軸にルーパアー
ム角速度、ミルモータ速度修正信号、ルーパアーム角度
、ストリップ張力を、また横軸にいずれも時間をとって
示しである。また第8図(イ)、(ロ)、(ハ)は夫々
縦軸にミルモータ速度修正信号、ルーパアーム角度、ス
トリップ張力を、また横軸にはいずれも時間をとって示
しである。これから明らかなよ゛うに本発明装置におい
ては圧延材ト・ノブの噛み込みによる外乱によってルー
パアームが第5図(イ)に示す如く変化した場合におい
てもミルモータ速度に対する速度補正信号は従来装置に
比較して格段に小さく、またルーパアーム角度、ストリ
ップ張力についても従来装置に比較してストリップトッ
プの噛み込み直後におけるルーパアーム角度、ストリッ
プ張力に対する制御上のオーバシュートが大幅に低減さ
れており、ルーパアーム角度、ストリップ張力ともその
変動が小さく、安定しており、通板性が向上し、従って
また板厚、板幅精度の向上を図り得ることが確認された
〔効果〕
以上の如く本発明装置にあっては角度一定制御系に加え
て角速度一定制御系を具備するから、外乱による角速度
の変化に対する応答がより迅速となり、補正出力によっ
て、角速度の変化を大幅に低減でき、張力の安定が得ら
れ、通板も容易となるなど本発明は優れた効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の模式図、第2図はそのブロック図
、第3図は同じくゲイン曲線を示すグラフ、第4図は本
発明の他の実施例を示すブロック図、第5図(イ)、(
ロ)、(ハ)、(ニ)は本発明装置の比較試験結果を示
すグラフ1、第6rI!Jは従来装置のブロック図、第
7図は同じくゲイン曲線を示すグラフ、第8図(イ)、
(ロ)、(ハ)は従来装置の試験結果を示すグラフであ
る。 1・・・ルーパ 2・・・圧延材 3・・・モータ 4
・・・角度検出器 5・・・角速度検出器 7・・・角
度制御装置9・・・角速度制御装置 11・・・速度制
御装置21、22〜27・・・伝達要$31.32〜3
8・・・伝達要素i、i+l・・・スタンド 特 許 出願人  住友金属工業株式会社代理人 弁理
士  河  野  登  ・夫第 1 図 笛2 図 笛3図 笛4函 蔓5I21 第81¥1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ルーパアームの角度を検出し、該検出値と角度指令
    値との角度偏差を求め、これを解消すべくミルモータ速
    度を調節する角度一定制御系を有するメジャーループと
    、ルーパアームの角速度を検出し、これと基準値との角
    速度偏差を求め、これを解消すべくミルモータ速度を調
    節する角速度一定制御系を有するマイナーループとを具
    備することを特徴とする連続圧延機のルーパ制御装置。 2、ルーパアームの角度及び/又は角速度を検出する手
    段と、該検出手段により得たルーパアーム角度とルーパ
    アーム角度指令値とによって算出した角度偏差に基づい
    てルーパアームの角度変更量を算出する装置と、該装置
    にて求めた角度変更量をルーパアーム角速度指令値とし
    、これと前記検出手段により求めた角速度とによって算
    出した角速度偏差に基づいて角速度変更量を算出する装
    置と、該装置にて求めた角速度変更量に基づいて連続圧
    延機のミルモータの速度を調節すべく制御信号を出力す
    る速度制御装置とを具備することを特徴とする連続圧延
    機のルーパ制御装置。 3、前記ルーパアームの角度制御装置は比例、又は比例
    ・積分制御を行うべく構成されている特許請求の範囲第
    2項記載の連続圧延機のルーパ制御装置。 4、前記ルーパアームの角速度制御装置は比例、又は比
    例・積分制御を行うべく構成されている特許請求の範囲
    第2項又は第3項記載の連続圧延機のルーパ制御装置。
JP60065929A 1985-03-28 1985-03-28 連続圧延機のル−パ制御装置 Granted JPS61222621A (ja)

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JPS61222621A true JPS61222621A (ja) 1986-10-03
JPH0472609B2 JPH0472609B2 (ja) 1992-11-18

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54133464A (en) * 1978-04-07 1979-10-17 Nippon Steel Corp Controlling method for constant interstand loop of continuous rolling mill
JPS5886919A (ja) * 1981-11-20 1983-05-24 Nippon Kokan Kk <Nkk> 連続式圧延機スタンド間張力制御方法
JPS59110410A (ja) * 1982-12-15 1984-06-26 Toshiba Corp 連続熱間圧延機における圧延材張力及びル−パ位置制御方法並びにその装置

Patent Citations (3)

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JPH0472609B2 (ja) 1992-11-18

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