JPS6134882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロール胴軸方向に移動可能な中間ロ
ールを有する六重圧延機による鋼板ストリツプ等
のストリツプ圧延における形状制御に関するもの
である。

従来行なわれているストリツプ形状制御は検出
装置から得られる形状パターン信号の全情報のう
ち数点の情報のみに従つてこれを状態変数として
板中央に対して対称的に発生する単調な形状変化
のみに限定したり、ロールベンデイングのみに依
存するために十分な制御性能が得られなかつた
り、またその制御法に対称的な形状不良を調整す
るための操作量の１つに圧下位置を用いるために
板厚制御との相互干渉が発生し、板厚制御と組合
せた形状制御であつたり或いはこれらの制御法に
板厚制御との干渉を防ぐための対応策が必要であ
つたりして、制御系が複雑になる等の欠点があつ
た。

本発明は、圧延中のストリツプの形状制御を行
なうに際し、幅方向のストリツプ形状を４個とい
う殆んど最少と思われる形状パラメータを用いて
表現し、該４個の形状パラメータを板幅方向中央
に対して対称的な形状を意味する成分２個と非対
称な形状を意味する２個に分離する。そして予め
圧延後のストリツプに望まれる形状パターンを上
記４個の形状パラメータに対応する数値で形状パ
ラメータ目標値として与えておき、圧延機出側に
配置した形状検出装置によつて得られるストリツ
プの形状パターン信号より、上記形状パラメータ
の値を検出（認識）し、対称成分に関わる該形状
パラメータの値或いはその目標値との偏差分に対
応して計算される形状の悪さ（良さ）を示す評価
値を決定する形状評価関数を予め用意しておく。
そして中間ロール位置およびロールベンデイング
力の現在設定点における形状パターンを上記形状
パラメータ認識値として検出し、また中間ロール
位置およびまたはロールベンデイング力の設定値
を夫々予め決められた制御周期内で動作可能な変
更量の範囲内において、予め決められた２つの操
作端の数個の設定点に対して得られる対称成分形
状パラメータの変化量を予測し、予測された該変
化量と形状パラメータ認識値より各設定点におけ
る形状パラメータの値を予測し上記各設定点に対
応する評価値を形状評価関数によつて決定し、現
在設定点を含めた各設定点の評価値を比較し、最
も良好な評価値を与える設定点へ中間ロール位置
およびまたはロールベンデイング力の設定値を修
正し、非対称成分についても同様手段によつて操
作側と駆動側の圧下位置差と両側のロールベンデ
イング力差または中間ロール位置差の設定値を修
正し、かゝる動作を予め決められた周期ごとに繰
返し行なうことにより、常に可能な限りのストリ
ツプ形状が保証され、非対称な形状不良も含め
て、複雑な形状不良に対しても十分安定した制御
能力を有し、かつ、容易に最も望ましいストリツ
プ形状を得ることを可能にした形状制御法であ
る。以下本発明について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は六重圧延機を示したもので、１は被圧
延材のストリツプ、２，２′はワークロール、
３，３′はロール胴軸方向に移動可能な中間ロー
ル、４，４′はバツクアツプロール、５′，５″は
ワークロールベンデイング調整装置である。

第２図は六重圧延機に付加される本発明の形状
制御法の一実施例を示したものである。３１は形
状検出装置である。これは圧延機出側にストリツ
プ幅方向に配置された複数個の検出器にてストリ
ツプの伸び率を測定するものでストリツプ幅方向
各点の検出器の伸び率信号をパターン認識装置３
２へ送る。認識装置３２は幅方向形状パターン認
識装置である。該装置ではストリツプ幅方向中央
の伸び率と幅方向各点の伸び率との差を計算し、
幅方向中央の位置を０、板端の位置が±１になる
ように正規化し正規化された幅方向中央から各点
までの距離ｘを独立変数として幅方向伸び率パタ
ーンを４次関係ｙ＝λ_０＋λ₁x＋λ₂x²＋λ₃x³＋
λ₄x⁴で近似し、形状検出装置３１で測定された
幅方向伸び率パターン（原波形）に最も適合する
ようなλ_０〜λ_４を認識し、幅方向中央に関して
対称な成分に関するパラメータλ_２およびλ_４と
非対称な成分に関するパラメータλ_１およびλ_３
とに分離してλ_２、λ_４ならびにλ_１、λ_３を
夫々Λ_２、Λ_４ならびにΛ_１、Λ_３に線形変換
（例えばΛ_１＝λ_１＋λ_３、Λ_３＝λ_１＋３λ
_３、Λ_２＝λ_２＋λ_４、Λ_４＝λ_２＋２λ_４）し
て該形状パラメータΛ_１〜Λ_４でストリツプ幅方
向の形状パターンを表現する。３３は圧延後のス
トリツプに望まれる形状パターンを上記形状パラ
メータΛ_１〜Λ_４に対応してその目標値を予め記
憶せしめておく目標パターン記憶装置である。３
４は形状パラメータ目標値（Λ＾ｉ）と認識された
パラメータ現在値（Λｉ）との比較演算を行な
い、形状パラメータ偏差値を計算する演算装置で
ある。形状パラメータ偏差値（δΛｉ）は(1)式に
よつて計算される。

δΛｉ＝Λ＾ｉ−Λｉ（但しｉ＝１、２、３、
４） ………(1) ５はストリツプ幅方向中央に対して対称的な形
状不良を意味する対称成分形状パラメータ偏差
（δΛ_２およびδΛ_４）を調整するために操作
側、駆動側等量のロールベンデイング力（Ｑで表
わす）およびまたは中間ロール位置（δで表わ
す）の操作量として最適な値を求める演算装置で
ある。

第３図にその具体的な手順例を示すが、第３図
の流れ図に沿つて対称成分形状パラメータ偏差調
整のための最適な操作量の決定法について説明す
る。ブロツク５１では単位制御周期内でのロール
ベンデイング力および中間ロール位置の設定変更
可能な最大値を夫々Qmax、δmaxとするとき、
当該周期での設定変更範囲の絶対値Qs、δｓを
(2)、(3)式にて決定する。

Qs＝｜g₁・Qmax｜ ………(2) δｓ＝｜g₁・δmax｜ ………(3) こゝでg₁は制御の行き過ぎ量を防止するために
その時々の対称成分法形状パラメータの偏差量の
大きさに応じて定める数値であり、偏差量の十分
大きい時にはg₁＝１とし、総じて１を越えないも
のとする。上記Qmax、δmaxの値は通常設備能
力からの制約で決定されるかまたは操業技術上の
条件によつて制御に先立つて予め定められ記憶せ
しめる数値である。ブロツク５２では上記Qs、
δｓの範囲内でのロールベンデイング力および中
間ロール位置の設定変更量の組合せ（Qj、δ
ｊ）を決定する。実施例では（Qj、δｊ）の組
合せとして Ｑ＝kQs δ＝ｋδｓ （ただしｋ＝０、±１／２、±１） で表わされる設定変更量即ちＱについて５点、δ
について５点のすべての組合せ25点の設定変更量
の組合せを用いた。因にＱ＝０、δ＝０の組合せ
は現在設定点を意味する。この組合せの点数は一
義的に固定されるものではなく、Qmax、δmax
の大きさや単位制御周期内で許される演算時間等
に応じて適切な点数を選定できる。また操作端と
して中間ロールを使用しない場合にはδ＝０とＱ
＝kQsの組合せのみを選定することによりロール
ベンデイング力のみによる対称成分形状パラメー
タの調整を行なうことも可能である。逆に中間ロ
ールのみによる調整はＱ＝０とδ＝ｋδｓとの組
合せを選定することにより可能である。ブロツク
５３では各々の設定変更量の組合せごとに、ロー
ルベンデイング力および中間ロール位置を現在の
設定値よりQj、δｊだけ設定変更したとき予測
される対称成分形状パラメータの変化量予測値を
(4)、(5)式によつて求める。

ΔΛ_2j＝B₁₁Q_j＋＋B₁₂δ_j ………(4) ΔΛ_4j＝B₂₁Q_j＋B₂₂δ_j ………(5) （ただしｊ＝１、２、………、25） さらに、上記形状パラメータ変化量予測値によ
つてロールベンデイング力および中間ロール位置
の設定変更後の対称成分形状パラメータ偏差の予
測値を(6)、(7)式により求める。

δΛ_2j＝δΛ_２−ΔΛ_2j ………(6) δΛ_4j＝δΛ_４−ΔΛ_4j ………(7) ブロツク５４で形状パラメータ実測値または予
測値と形状パラメータ目標値の関数として、目標
形状パターンが得られたときにその値が最小（又
は最大）となり且つ目標形状パターン近傍におい
ては目標形状パターンに近似してより望ましいと
判断される形状パターンに対応した値がより小さ
く（又は大きく）なるように予め定めた形状評価
関数によつてブロツク５３で求められた形状パラ
メータ予測値と形状パラメータ目標値よりその評
価値を求める。実施例では形状評価関数として(8)
式で表わされる関数を用いた。

Ｊ_j＝δΛ^２ _２ｊ＋δΛ^２ _４ｊ＋ｗ（Λ_4j−Λ_2j）
………(8) 但し、 Λ_2j＝Λ＾_２−δΛ_2j Λ_4j＝Λ＾_４−δΛ_4j またｗの値は、目標形状パターン即ち形状パラ
メータ目標値Λ＾_２およびΛ＾_４の値によつて符号お
よびその値を変更するが、実施例ではΛ_4j＞Λ_2j
のときｗ＝10とし、Λ_4j≦Λ_2jのときｗ＝０を用
いて評価値Jj求めた。

第４図にロールベンデイング力および中間ロー
ル位置の現在設定点を中心に設定変更点（Qj、
δｊ）の概念を示すが、同図に示すP₁〜P₂₅の点
の設定値に対して形状パラメータΛ_２およびΛ_４
の予測値が求められ更に該予測値と目標値とから
形状評価関数により各点ごとの評価値Jj（ｊ＝
１、２、………、25）が求まり、Jjの値は一旦記
憶装置に記憶せしめる。ブロツク５５では５４で
求まつた評価値Jjのすべてを比較し、その中から
最小値J₀即ち、目標形状パターンに最も近づく評
価値を選択決定しJ₀に対応するロールベンデイン
グ力および中間ロール位置の設定変更量（Q₀、
δ_０）を求めてロールベンデイング力および中間
ロール位置の最適設定変更量計算値として第２図
のリミツト上下限チエツク装置７へ出力する。

こゝで(4)、(5)式におけるB₁₁、B₁₂、B₂₁、B₂₂は
対称成分の形状パラメータに関してロールベンデ
イング力および中間ロール位置の各操作端の変更
量が及ぼす影響度を表わす係数で、形状影響度係
数と呼ぶ。即ち、B₁₁はロールベンデイング力Ｑ
を単独に単位微小量だけ変化させたときの形状パ
ラメータΛ_２の変化量を意味し、B₁₂は中間ロー
ル位置δを単独に単位微小量だけ変化させたとき
の形状パラメータΛ_２の変化量を意味し、B₂₁は
ロールベンデイング力Ｑを単独に単位微小量だけ
変化させたときの形状パラメータΛ_４の変化量を
意味し、B₂₂は中間ロール位置δを単独に単位微
小量だけ変化させたときの形状パラメータΛ_４の
変化量を意味している。これらの値は第２図の演
算記憶装置１０においてプロセス特性を表現する
他の数式モデルによつて制御に先立つて決定され
るか或いはその時々の制御動作の結果によつて逐
次調整されていくものである。

またこゝで上記演算処理の理由を補捉するに、
ロールベンデイング力Ｑおよび中間ロール位置δ
が決まるとその時の圧延条件（原板性状、圧下率
など）に対してストリツプの形状が定まると考え
ることができ、前記式(8)により評価値を求めるこ
とができる。そして該評価値の等しい点をＱ−δ
平面上にプロツトすると第５図の等高線群が画か
れ、これにより、最も良い形状を得るには点Ｐ即
ちＱ＝Qp、δ＝δｐに設定すればよいことが分
る。しかし等高線群の形は原板性状により変化
し、完全に予測することは不可能であつて、ひい
ては点Ｐがどこにあるかも定かでない。そこで現
在点Ｓ゜の周囲の点，，………をとり（ブ
ロツク５２で）、その各点の形状を前記式(4)、(5)
で予測し（ブロツク５２で）、次いで(6)、(7)式を
演算し(8)式によりＳ゜とその周囲の点の評価値を
求める（ブロツク５４）。これらの点、第５図で
は９個の点の各評価値のうち最も小さい点を選
び（ブロツク５５）、この点に設定変更する。次
の制御周期では点９における形状を検出器３１の
出力信号で知り、この点S¹を中心として上記と同
様な処理を行ない、最小評価値へ設定変更する。
これを繰り返すとやがて最小評価値点Ｐへ到達
し、こゝではその評価値が周囲のいずれの評価値
より小さいので設定変更は行なわず、その状態に
保持する。勿論圧延条件が変れば再び上記処理が
始まる。

第２図の６はストリツプ幅方向中央に対して非
対称な形状不良を意味する非対称成分形状パラメ
ータ偏差（δΛ_１およびδΛ_３）を調整するため
に、操作側と駆動側の圧下位置差（ΔＳで表わ
す）および両側のロールベンデイング力差（上中
間ロール３とストリツプ１の一方の端部との距離
δ_１及び、下中間ロール３′とストリツプの他方
の端部との距離δ_２との差（δ_１−δ_２）をい
い、Δδで表す）または中間ロール位置差（Δδ
で表わす）を用いて対称部分における場合と同様
手段によつて操作端の最適変更量を求める演算装
置である。即ち非対称成分形状パラメータ評価値
を最小にするような操作端の最適設定変更量の組
合せΔS₀、ΔQ₀（またはΔδ_０）を求め、これ
をリミツトチエツク装置７へ出力する。リミツト
チエツク装置７は演算装置５ならびに６で計算さ
れた各操作端の設定変更量計算値と入力装置１１
によつて読込まれた各操作端の現在設定値とを加
算または減算して、設定変更したときに各操作端
の設定値が実操業に支障のない範囲内にあるかど
うかをチエツクし、各操作端の設定変更量を出力
指令装置８へ出力する。もし設定変更後の設定値
が設定可能範囲の上限または下限を越える場合に
は該当操作端の設定変更を中止するかまたは設定
変更量の修正を行なつた後に出力指令装置８へ出
力する。出力指令装置８はリミツトチエツク装置
７からの設定変更量指令値を受けて各操作端の変
更後の設定値を計算し、設定目標値として中間ロ
ール位置制御装置４１、ロールベンデイング力制
御装置４２、圧下位置制御装置４３へ出力する。
中間ロール位置制御装置４１は出力指令装置８か
らの中間ロール位置設定目標値を受けて上側なら
び下側中間ロール位置の設定変更を行なう。ロー
ルベンデイング力制御装置４２の出力指令８から
のロールベンデイング力設定目標値を受けて操作
側ならびに駆動側のロールベンデイング力の設定
変更を行なう。圧下位置制御装置４３は出力指令
装置８からの圧下位置差目標値を受けて操作側と
駆動側の圧下位置差の設定変更を行なう。以上の
動作をストリツプ圧延中予め定められた周期ごと
繰り返し行なうことにより圧延中のストリツプ形
状を制御するものである。

以上説明したように本発明は、ストリツプ幅方
向中央に対して対称的な形状不良を調整するため
の操作端として、中間ロールとロールベンデイン
グ調整装置を用いることにより圧下装置は非対称
な形状不良を調整するためにのみ用いれば十分で
あり、これにより板厚制御との干渉を全く考慮す
る必要がなく、形状制御系が非常に簡単になると
同時に複雑な形状不良や非対称な形状不良に対し
ても制御能力を発揮でき、目標とするストリツプ
形状を容易に得ることが可能となる等多大の効果
をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される六重圧延機の概略
正面図、第２図は本発明の形状制御法のブロツク
図、第３図は設定変更量最適値を求める手順を示
す流れ図、そして第４図は設定変更量最適点の選
択のための２つの操作量の単位制御周期内におけ
る設定変更量の組合せ（探索点）の概念を示す説
明図、第５図は最小評価値を求める要領を示す説
明図である。 １：被圧延材、２，２′：ワークロール、３，
３′：中間ロール、４，４′：バツクアツプロー
ル、３１：形状検出装置、３２：演算装置、３
３：記憶装置、３４：演算装置、５：演算記憶装
置、６：演算記憶装置、７：リミツトチエツク装
置、８：出力指令装置、１０：演算記憶装置、１
１：入力装置、２１：中間ロール位置検出装置、
２２：ロールベンデイング力検出装置、２３：圧
下位置検出装置、４１：中間ロール位置設定制御
装置、４２：ロールベンデイング力設定制御装
置、４３：圧下位置設定制御装置、５１：当該周
期内での設定変更範囲決定、５２：２つの操作端
の設定変更量の組合せ作成、５３：設定変更に伴
う形状パラメータ変化量の予測計算、５４：形状
評価関数による評価値の計算、５５：設定変更値
の最適な組合せの選定決定、変数ｎは設定変更量
の組合せ数を意味する、図ではP₁₃が現在設定点
即ち設定変更量は（０、０）であることを意味
し、P₁の点でのの設定変更量は（Qs、δｓ）で
あることを意味し、P₂₅の点では設定変更量は
（−Qs、−δｓ）であることを意味している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロール胴軸方向に移動可能な中間ロールを有
   し、圧下位置およびロールベンデイング力が調整
   可能な圧延機によるストリツプ圧延における形状
   制御法において、ストリツプ幅方向に設置した複
   数の検出端によつて、各点の伸び率或いは張力を
   測定し、同一時点の幅方向測定信号によつて求め
   た、圧延されたストリツプ幅方向における伸び形
   状パターンを、幅方向中央に関して対称的な成分
   ２個と非対称的な成分２個の計４個の形状パラメ
   ータで検出し、圧延後のストリツプに望まれる形
   状パターンに応じて予め定められた形状パラメー
   タ目標値と比較してその偏差を求めるとともに、
   予め求めておいた形状評価関数により、対称成分
   の２個の形状パラメータの検出値と目標値とから
   評価値を検出し、また現時点の中間ロール位置お
   よびまたはロールベンデイング力の設定値を変更
   させた場合の対称成分に関するストリツプ形状の
   変化を予測して形状パラメータの予測値を求め、
   該予測値と目標値とから評価値を求め、その間の
   評価値を比較して最も良好な評価値が得られる中
   間ロール位置およびまたはロールベンデイング力
   の設定変更量を決定し、該説定点へ中間ロール位
   置およびまたはロールベンデイング力の設定値を
   修正し、一方非対称成分についても同様にして、
   操作側と駆動側の圧下位置差および両側のロール
   ベンデイング力差または中間ロール位置差を設定
   修正し、かゝる動作を予め決められた周期ごとに
   繰り返し行なうことを特徴とするストリツプの形
   状制御法。