JPS6127110A - 油圧圧下式圧延機における故障診断方法 - Google Patents

油圧圧下式圧延機における故障診断方法

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JPS6127110A
JPS6127110A JP14835784A JP14835784A JPS6127110A JP S6127110 A JPS6127110 A JP S6127110A JP 14835784 A JP14835784 A JP 14835784A JP 14835784 A JP14835784 A JP 14835784A JP S6127110 A JPS6127110 A JP S6127110A
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JP
Japan
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transfer function
parameter
hydraulic
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rolling
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JP14835784A
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Inventor
Katsuhiko Doi
土肥 克彦
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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
    • B21B33/00Safety devices not otherwise provided for; Breaker blocks; Devices for freeing jammed rolls for handling cobbles; Overload safety devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/008Monitoring or detecting vibration, chatter or chatter marks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

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〕 この発明は、油圧圧下式圧延機における故障診断方法、
特にサーボ弁、圧下シリンダ、圧延機等の故障状態を確
実に診断することが可能な故障診断方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の油圧圧下式圧延機としては、例えば第11図に示
すものが提案されている。すなわち、第11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がタンデムミル2によって所定板厚に圧延され
る。ミル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ックアンプロール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の圧下位置を検出する圧下
位置検出器1゜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。すなわち、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12がら圧下シリンダ位置指令
信号hOが出力される。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13の他方の入力側に供給されている
。したかって、差動アンプ13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Kを設
定するゲイン設定器14を介してサーボバルブ15に供
給される。そして、サーボバルブ15は、油圧ポンプ1
6及び圧下シリンダ8とを接続する流体圧配管17に介
挿されており、この流体圧配管17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し、これ
により板厚を自動制御する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記の従来の板厚制御方法にあっては、
被圧延材の板厚精度を支配する要素としてサーボ弁、圧
下シリンダ、圧延機、油圧配管、圧下ロール位置検出器
等があり、これらが異常状態となったときには、板厚精
度に大きな影響を与えることになる。そこで、これらの
異常状態を診断することが必要となるが、従来は、前記
各要素を診断するための明確な診断方法がないため、そ
れらの点検や交換作業においては、明確な作業周期が決
められておらず、単に経験則にてらして、異常もないの
に交換したり、異常を発見できずに放置しているのが現
状であった。このため、保全費が嵩むと共に、板厚精度
が劣化する問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、この発明は、サーボ弁と
、圧下シリンダと、圧延機と、油圧配管と、位置検出器
とからなる油圧圧下式圧延機において、前記各要素の動
作を伝達関数によって表現し、当該伝達関数の各パラメ
ータの変化量が所定値を越えた場合には、当該パラメー
タが所定値を越えた要素に異常があると判断することを
特徴とする。
〔作用〕
これを改善するため、この発明は、制御系における板厚
精度に影響を与える各要素を、例えば2次遅れで近似さ
せるシミュレーションを用いた伝達関数で表現し、これ
に基づき各要素の早期の異常発見とタイムリーな交換を
行うことにより保全費の削減や板厚精度の劣化防止を図
るものである。
〔実施例〕
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
まず、この発明の原理を第1図のブロック図について説
明すると、油圧圧下機構の位置制御系の応答特性が板厚
精度に大きな影響を与える。この油圧圧下機構の位置制
御系は、第8図の場合と同様に、圧下力制御装置12か
らの圧下シリンダ位置指令信号(圧下位置指令信号)h
oと油圧シリンダ8の位置を検出する位置検出器10か
らの位置検出信号りとを比較器13で比較し、この比較
器13から構成される装置指令信号hoと位置検出信号
りとの差信号が制御ゲイン設定器14に供給され、これ
によりゲイン制御された出力信号gをサーボ弁15に供
給し、このサーボ弁15を開閉制御することにより、こ
のサーボ弁15と油圧シリンダ8との間に介装された流
体圧配管17内の流体圧を変更して油圧シリンダ8を駆
動制御し、これによりミル2のロール間隙を圧下位置指
令信号に応じた圧延ロールの位置制御を行う。そして、
圧延ロールの位置制御量を圧下シリンダ位置検出器10
によって捻出し、その検出信号DSが前記比較器13に
フィードバックされる。
而して、この圧下位置制御系を構成する各要素中で、制
御ゲイン、圧下シリンダの伝達関数は一義的に定まり、
また、位置検出器の遅れは制御系全体の遅れに比較して
十分に小さいため無視することができる。
その結果、前記以外のサーボ弁、流体圧配管、ミルを2
次遅れの伝達関数で近似すると、第1図の制御系は、第
2図のブロック線図に示すように表すことができる。
この第2図において、Kはゲイン、ξl〜ξ3は共振係
数、ω1〜ω3は共振周波数、Sはラプラス演算子であ
り、これらのパラメータを実機の応答とその応答時間t
や油柱の脈動周波数ωが一致するように制御計算機を用
いたシミュレーションによって定める。
次に比較的短い周期(例えば2ケ月)毎に応答測定を行
い、その応答時間t 及び油柱脈動周波数ω′によりに
、ξ1.ξ2.ωl、ω2を逆算しく但しミルは劣化し
ないものとしξ3.ω3は一定とする)、この逆算した
値に′、ξl ′、ξ2′、ωl ′、ω2′と初期調
整時のに、ξl。
ξ2.ωl、ω2とを比較してその変化量が一定値αを
越えた場合、その要素に異常があったと判断し、保全者
に点検・修理を促す。
以上の診断方法を例えば第3図に示す故障診断装置20
で実行する。この故障診断装置2oは、入力装置21と
、その入力信号が供給される制御計算機としてのマイク
ロコンピュータ22と、その故障検出信号が供給される
異常状態警報装置23とから構成されている。
ここで、入力装置21は、実機の応答時間t′及び油柱
脈動周波数ω′の計測値を入力可能なキーボード構成を
有する。
また、マイクロコンピュータ22は、少なくともインタ
ーフェイス回路24、演算処理装置25及び記憶装置2
6を有し、インターフェイス回路24の入力側に入力装
置21が接続されていると共に、出力側に異常状態警報
装置23が接続されている。また、演算処理装置25は
、入力装置21によって入力される応答時間t′及び油
柱脈動周波数ω′に基づき、所定の演算処理を行って板
厚制御に影響を与える各要素の故障状態を表す故障状態
検出信号を出力する。さらに、記憶装置26は、前記演
算処理装置25の所定の演算処理に必要な処理プログラ
ムを記憶していると共に、演算処理装置25の処理結果
を記憶するように構成されている。
さらに、異常状態警報装置23は、サーボ弁14の異常
状態を警報するブザー、表示ランプ等のサーボ弁異常警
報部23aと、涛体圧配管17の異常状態を警報する同
様にブザー、表示ランプ等の流体圧配管異常警報部23
bとから構成されている。
次に、前記演算処理装置25の処理手順を第4図につい
て説明する。
まず、予め制御計算機の記憶装置に初期状態の応答時間
t、油柱脈動周波数ωに基づきシュミレートした初期パ
ラメータξl〜ξ3.ω1〜ω3を設定記憶させて置く
この状態で、ステップ■で、実機における位置制御系の
応答時間t′、油柱脈動周波数ω′を入力し、これらを
記憶装置の所定記憶領域に一時記憶する。
次いで、ステップ■に移行して、前記ステップ■で記憶
した応答時間t′、油柱脈動周波数ω′を読み出すと共
に、予め記憶装置に初期設定した応答時間t、油柱脈動
周波数ωを読み出し、これらに基づき初期値に対する変
化量(ω′−ω)/ω及び(t−t’)/lを算出し、
これらの値の何れか一方が所定値(例えば0.1)以上
であるか否かを判定する。このとき、(ω′−ω)/ω
及″−び(t−t ’)/lが共に所定値未満であると
きには・ステップ■に移行する。
このステップ■では、前記ステップ■で記憶した応答時
間t′及び油柱脈動周波数ω′を読み出し、これらに基
づきξ1.ξ2.ω1.ω2を逆算し、これらを現在パ
ラメータξ1 ′、ξ2′・ω1 ′、ω2′として記
憶装置の所定記1を領域に記憶してからステップ■に移
行する。
このステップ■では、前記ステップ■で記憶した現在パ
ラメータξl ′及び予め記憶装置に初期設定した初期
パラメータξlを読み出し、これらに基づき現在パラメ
ータの初期パラメータに対する変化量1 (ξl−ξl
 ′)/ξl 1を算出し、その変化量の絶対値が所定
設定値α(例えば0.2)以上であるか否かを判定し、
1 (ξl−ξl ′)/ξII<0.2であるときに
は、ステップ■に移行する。
このステップ■では、前記ステップ■で記憶した現在パ
ラメータωl ′及び予め記憶装置に初期設定した初期
パラメータωlを読み出し、これらに基づき現在パラメ
ータの初期パラメータに対する変化量1 (ω1−ωl
 ′)/ωl 1を算出し、その変化量の絶対値が所定
設定値α(例えば0.2)以上であるか否かを判定し、
1 (ωl−ω1  ′)/ωl l<0.2であると
きには、ステップ■に移行する。
このステップ■では、前記ステップ■で記憶した現在パ
ラメータξ2′及び予め記憶装置に初期設定した初期パ
ラメータξ2を読み出し、これらに基づき現在パラメー
タの初期パラメータに対する変化量1 (ξ2−ξ2′
)/ξ2 Iを算出し、その変化量の絶対値が所定設定
値α(例えば0.2)以上であるか否かを判定し、1 
(ξ2−ξ2′)/ξ21<0.2であるときには、ス
テップ■に移行する。
このステップ■では、前記ステップ■で記憶した現在パ
ラメータω2′及び予め記憶装置に初期設定した初期パ
ラメータの2を読み出し、これらに基づき現在バラメー
クの初期バラメークに対する変化量I (ω2−ω2 
′)/ω2 Iを算出し、その変化量の絶対値が所定設
定値α(例えば0.2)以上であるか否かを判定し、1
 (ω2−ω2″)/ω21<0.2であるときには、
ステップ■に移行する。
このステップ■では、圧下位置制御系に異常がなしと判
断して例えば論理値“0”の異常状態検出信号ADl及
びAD2を夫々異常状態警報装置23に出力し、この警
報装置23での警報の発生を抑止してから処理を終了す
る。
また、ステップ■の判定結果が、(ω′−ω)/ω≧−
0,1又は(t−t ′)/l≧−0,1であるときに
は、ステップ■に移行する。
さらに、ステップ■の判定結果が1 (ξl−ξl′)
/ξl 1≧0.2であるとき、及びステップ■の判定
結果がl  (ac+−ωl’) /ωll ≧o、2
 T:あるときには、ステップ■に移行して、サーボ弁
が異常状態であると判断し、論理値“1”の異常状態検
出信号ADl及び論理値“0 ”の異常状態検出信号A
D2を異常状態警報装置23に出力し、サーボ弁異常状
態警報部23aがらサーボ弁14の異常状態を表す警報
を発してがら前記ステップ■に移行する。
またさらに、ステップ■の判定結果が1 (ξ2−ξ2
 ′)/ξ21≧0.2であるとき、及びステップ■の
判定結果が1 (ω2−ω2′)/ω21≧0.2であ
るときには、ステップ[相]に移行して、流体圧配管が
異常状態であると判断し、論理値“0”の異常状態検出
信号AD1及び論理値“1”の異常状態検出信号AD2
を異常状態警報装置23に出力し、流体圧配管異常状態
警報部23bから流体圧配管17の異常状態を表す警報
を発してから処理を終了するヵ 次に、5スタンドタンデムミルにこの発明を適用した場
合の具体例を説明する。
まず、初期調整時の応答波形は、第5図に示すようにな
り、このときの板厚精度は、第6図に示すようになる。
なお、第5図において、hoは圧下シリンダ位置指令値
、hは実際の圧下シリンダ位置を表す検出値、tは圧下
シリンダ位置が初期位置から例えば圧下シリンダ位置指
令値hoの90%位開位置するまでの応答時間である。
そして、このときの応答時間tに基づきシュミレートし
た各初期パラメータξl、ξ2.ωl。
ω2は、夫々第7図に示すようになる。
次に、所定周期即ち例えば2ケ月後に、板厚精度に第9
図に示すように劣化が見られたため、応答データを採取
したところ第8図のようになり、応答時間t′が前回に
比較してかなり遅くなった。
そこで、この応答時間t′と油柱脈動周波数ω′を制御
計算機に入力し、シュミレートによって現在パラメータ
ξl ′、ξ2′、ωl ′、ω2 ′を逆算すると、
第10図に示すようになった。
この結果、I (ωl−ωl ′)/ω11=l  (
70−50) /701 =0.29となり、所定値α
−0,2以上となるので、ステップ■からステップ■に
移行してサーボ弁の不良と判断し、異常状態警報装置2
3のサーボ弁異常状態警報部23aからサーボ弁14の
異常状態を表す警報を発した。
このサーボ弁の故障警報に基づきサーボ弁を新品と交換
した結果、再度第6図に示すように板厚精度が前回の第
7図に比較して20%程度改善することができた。
なお、上記実施例においては、故障診断装置20として
マイクロコンピュータ22を適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、関数発生器、
比較回路、論理回路等の電子回路を組み合わせて構成す
ることもできること勿論である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、板厚精度に影
響を与える各種要素の動作を伝達関数で表現し、これら
伝達関数の各パラメータの変化量が所定値を越えたとき
に、当該パラメータが所定値を越えた要素に異常がある
と判断するようにしているので、正確な異常状態の判断
を行うことができ、板厚精度を高精度に維持することが
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の詳細な説明に供する圧下位置制御系
のブロック図、第2図は第1図の圧下位置制御系をシュ
ミレートするときに使用する圧下位置制御系を示すブロ
ック図、第3図は故障診断装置の一例を示すブロック図
、第4図は故障診断装置における演算処理装置の処理手
順の一例を示す流れ図、第5図及び第6図は夫々初期調
節状態における応答特性を示すグラフ及び板厚精度を示
すグテフ、第7図は初期調整状態における各パラメータ
の値を示す図、第8図及び第9図は夫々実際の油圧圧下
制御系の応答特性を示すグラフ及び板厚精度を示すグラ
フ、第10図は制御系異常時における各パラメータの値
を示す図、第11図は従来例を示すブロック図である。 1・・・・・・ストリップ、2・・・・・・ミル、8・
・・・・・圧下シリンダ、10・・・・・・圧下位置検
出器、12・・・・・・圧下力制御装置、13・・・・
・・比較器、14・・・・・・制御ゲイン設定器、15
・・・・・・サーボ弁、17・・・・・・流体圧配管、
20・・・・・・故障診断装置、21・・・・・・入力
装置、22・・・・・・マイクロコンピュータ、23・
・・・・・異常状態警報装置、24・・・・・・インタ
ーフェイス回路、25・・・・・・演算処理装置、26
・・・・・・記憶装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サーボ弁と、圧下シリンダと、圧延機と、油圧配管と、
    位置検出器とからなる油圧圧下式圧延機において、前記
    各要素の動作を伝達関数によって表現し、当該伝達関数
    の各パラメータの変化量が所定値を越えた場合には、当
    該パラメータが所定値を越えた要素に異常があると判断
    することを特徴とする油圧圧下式圧延機における故障診
    断方法。
JP14835784A 1984-07-17 1984-07-17 油圧圧下式圧延機における故障診断方法 Pending JPS6127110A (ja)

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