JPS6150049B2 - - Google Patents

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JPS6150049B2
JPS6150049B2 JP54163855A JP16385579A JPS6150049B2 JP S6150049 B2 JPS6150049 B2 JP S6150049B2 JP 54163855 A JP54163855 A JP 54163855A JP 16385579 A JP16385579 A JP 16385579A JP S6150049 B2 JPS6150049 B2 JP S6150049B2
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JP
Japan
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plate thickness
rolling
deviation
agc
arc
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JP54163855A
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English (en)
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JPS5686616A (en
Inventor
Hitoshi Aizawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6150049B2 publication Critical patent/JPS6150049B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/18Automatic gauge control

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延機の自動板厚制御方法並びにこ
の制御方法を実施するのに使用する自動板厚制御
装置に関する。
薄鋼板の冷間圧延において板厚精度に対する要
求はますます厳しくなつてきており、板厚制御に
おける制御精度の向上が望まれている。
一般に行なわれている圧延機の板厚制御方法ま
たは装置(以下AGCと称する)は、目標板厚か
らの出側板厚偏差を零にするようにフイードバツ
クまたはフイードフオワード制御するものである
が、このようなループ系の制御において応答性の
向上を図るために圧下ゲインを上げた場合、目標
値を中心に圧下系の行き過ぎが生じ、いわゆるハ
ンチング現象が発生し、前パスよりも板厚精度が
低下することがある。
この問題を解決するため、簡単な方法としては
不感帯(デツドバンド)を設けたり、より高度な
方法として圧下系が行き過ぎる前に圧下方向を切
換える最適圧下法などが採用されている。前者は
ある一定の偏差、例えば±1μm〜±2μmを越
えたときだけ制御出力を出す方法であるが、実際
上はこれのみで板厚精度のより一層の向上を図る
ことは困難であり、不感帯を小さくすると効果が
少なく、また不感帯を大きくとると要求板厚精度
を満足しないという問題がある。特に最近の要求
精度からすると前述の例よりも大きな不感帯を設
けることは困難であり、必ずしも不感帯のみでは
充分でないのが現状である。後者の方法、即ち合
算機等により複雑な演算処理を行なつて制御点の
切換えを行なう最適圧下法なども、それなりに優
れた圧延方法ではあるが、サンプリング時間を短
かくする必要のある場合、演算処理が複雑なため
処理時間が間に合わなくなるという問題が発生す
る。
これに対し、圧下率を一定に制御して圧延する
圧下率制御方法または装置(以下ARCと称す
る)は、前述のAGCに比べて圧下出力値が小さ
く、したがつて圧下系からみると負荷が小さく応
答性も向上するとともに安定性も向上するという
特長がある。その反面、大きな偏差に対しては板
厚制御精度が低下するという問題がある。
本発明は、このような問題に対処するために、
ある偏差以上では偏差零を目標とする板厚制御モ
ード(AGCモード)で制御し、その偏差以下で
は圧下率を一定になるように制御する圧下率制御
モード(ARCモード)で制御することにより、
板厚精度、応答性および安定性の向上を図つた自
動板厚制御方法並びにこの制御方法を実施するの
に直接使用する自動板厚制御装置を提供すること
を目的とするものである。
本発明に係る制御方法を実施するに際しては、
通常知られている任意のAGCおよびARCを用い
得る。しかしながら、或る一つの圧延機において
AGCおよびARCを同時に実現できる圧延材の質
量流量一定則を利用した装置とするのが最適であ
る。
質量流量一定則とは、単位時間に圧延機に流入
する圧延材の質量と流量とは一定であるという原
理であり、冷間圧延の場合幅広がりあるいは密度
は圧延前後で変らないとすれば次式で示される。
ii=Lpp ………(1) ただし、Liは入側板長さ、Lpは出側板長さ、
iは入側板厚、Gpは出側板厚である。
ここで入側板厚Giを、入側板厚設定値Gisと入
側板厚偏差ΔGiとに分け、同様に出側板厚Gp
を、出側板厚設定値Gpsと出側板厚偏差ΔGp
に分け、それぞれ Gi=Gis+ΔGs ………(2) Gp=Gps+ΔGp ………(3) とおくと、AGCによる制御の場合、出側板長さ
p(AGC)は、 Lp(AGC)=L/Gps(Gis+ΔGi) ………(4) ARCの場合、目標圧下率R=(Gis−Gps)/
isで圧延されたとして、出側板長さLp
(ARC)は Lp(ARC)=L/Gps+(1−R)ΔG(Gis+ΔGi) ………(5) (4)式、(5)式は入側板厚偏差ΔGiと入側板長さ
iとから出側の板長さLpが求まることを示して
いる。
入側板厚偏差ΔGiは、作業ロール入側に設け
た板厚計によつて入側板厚を実測するが、板厚計
と作業ロール間には或る一定の距離がおかれてい
るためその間の移動距離を考慮し、板厚の検出信
号を処理して常に作業ロールで圧延される直前の
値を用いるようにする。これによつて次の圧下位
置が確実に予測できるようになり、速応性が高く
しかも高精度が得られる。
入側板長さLiの計測は、タツチロール方式を
採用すると、デフレクタロールから直接検出する
場合と比べて圧延材とのスリツプがなく、後述す
るように入側、出側タツチロール径の差などの誤
差要因の補正も容易である。タツチロールの回転
軸に取付けたパルス発信機の出力を入側長さカウ
ンタで計数する。上述の誤差要因に対しては出側
板厚偏差を用いてフイードバツク補正を行なう。
即ち、AGCの場合は出側偏差ΔGpそのものを、
ARCの合は入側板厚偏差ΔGiから計算出側板厚
偏差をΔGi(1−R)として求め、これを実測
出側板厚偏差ΔGpと比較してその差を前記誤差
要因に基づく定常的な制御外乱に対する補正値と
する。ただし1サンプリング毎での比較では予測
制御ループと干渉するため、複数回のnサンプリ
ング毎に次式の補正値C求め、(7)式の形で予測出
側板長さLpcを補正する。
pc=Gis+ΔG/Gps+ΔG(1−R)Li
+C/k………(7) ただしkは板厚と板長さとの換算比である。
またAGCモードの場合はR=1としておく。
上述の(4)式、(5)式をもとに、実際の制御にあた
つては入側長さカウンタへの設定値LisをAGCで
はLis(AGC)=Gps、ARCではLis(ARC)=Gp
+(1−R)ΔGiとなるように選ぶことによ
り、出側板長さLp′を実測し、これを上述の予測
出側板長さLpと比較しその差Δxを圧下出力と
してLp(AGC)−Lp′(AGC)またはLp
(ARC)−Lp′(ARC)によつて簡単に求めるこ
とができる。
以下、本発明を、図面に示した実施例について
具体的に説明する。
第1図はリバーシブル圧延機に本発明を適用し
た場合の全体的な制御系統を示したものであり、
第2図は圧下量演算回路のより詳細な制御系統図
である。この実施例では前述した質量流量一定則
に基いて(4)式、(5)式により出側板長さを予測演算
し、実測出側板長さとの差を零にするように圧下
系を制御するものである。その場合或る一定偏差
以上ではAGCを用い、前記偏差以下ではARCに
よつて制御する。
第1図においてリバーシブル圧延機の圧延方向
が矢印Dで示す方向にある場合を考える。AGC
用入側長さカウンタ11およびARC用入側長さ
カウンタ12はそれぞれ入側長さ測定用パルス発
信器10から長さ信号が入力されており、一方、
第2図に示すようにAGC用長さカウンタプリセ
ツト演算回路74およびARC用長さカウンタプ
リセツト演算回路75からのプリセツト信号を受
けてプリセツト長さをカウント終了すると、その
終了信号がカウント終了ゲート73を経てAGC
出力演算回路71、ARC出力演算回路72を動
作させる。前記演算回路71,72から前記演算
回路74,75に向う信号は、それぞれ次回のプ
リセツト指令信号である。また、カウント終了ゲ
ート73は両カウンタ11,12からのカウント
終了信号がANDで入力されてから動作するよう
になされている。
入側板長さLiは、圧延機1の前方のデフレク
タロール41の中心上に設置されたタツチロール
の回転数をパルス発信器10でパルスに変換して
それぞれAGC用入側長さカウンタ11および
ARC用入側長さカウンタ12で計数し、デジタ
ルまたはアナログ信号23,24として圧下量演
算回路70のAGC出力演算回路71およびARC
出力演算回路72に入力する。ここでデフレクタ
ロール41の回転軸から直接測定しなかつたの
は、デフレクタロールは慣性や軸受の摩擦等が大
きく圧延材5とのスリツプが避けられないため慣
性力の小さいタツチロール方式を採用したもので
ある。
入側板厚Giは、デフレクタロール41と圧下
位置との間に配置された板厚計31で測定し、板
厚偏差出力回路33で入側板厚の設定値6と比較
してその入側板厚偏差ΔGiの信号8を入側偏差
記憶回路(シフトレジスタを含む)60に記憶さ
せる。記憶された入側板厚偏差ΔGiはカウンタ
11,12の出力によつて、即ち測定距離に応じ
て次々とシフトされ、これによつて前記記憶回路
60から常に圧下位置直前の入側偏差データが圧
下量演算回路70のAGC出力演算回路71およ
びARC出力演算回路72に出力される。
ARCにおける(5)式の演算に用いる目標圧下率
Rは、オペレータが設定した入側、出側の基準板
厚信号6,7と、入側、出側の板厚計31,32
の実測板厚信号とを用いて目標圧下率演算回路5
0によつて演算された後、ARCカウンタプリセ
ツト演算回路75に定数として入力される。
(4)式および(5)式における出側板長さLp
(AGC)、Lp(ARC)は、それぞれ圧下演算回路
71,72によつて前述した入側の諸情報、即ち
実測入側板厚Gi、入側板厚偏差ΔGi、実測入側
板長さLiおよび目標圧下率Rを用いて入側パル
ス発信器10のサンプリングピツチ毎に演算され
る。
実測出側板長さLp′(AGC)、Lp′(ARC)
は、圧延機1の出側のデフレクタロール42と接
触するタツチロールのパルス発信器20で検出さ
れ、それぞれAGC用出側長さカウンタ21およ
びARC用出側長さカウンタ22を経てデジタル
またはアナログ信号25,26として圧下量演算
回路70のAGC出力演算回路71およびARC出
力演算回路72に入力される。既に述べたように
これらの出力演算回路71,72ではAGCおよ
びARCともLp−Lp′が演算されその差信号Δx
が出力される。これらの差信号は、第2図で符号
78,79で示すように出力選択回路77に送ら
れるとともに、AGC出力演算回路71からの差
信号78は比較器76に入力され、ここで該演算
回路71の出力差信号78が基準偏差設定値100
のレベルを越えているかどうかのチエツクがなさ
れる。差信号(Δx)78が設定値100(例えば
5μm)を越えている場合は、出力選択回路77
はAGC出力演算回路71の出力差信号Δxを油
圧圧下式サーボ機構90へ出力し、設定値100を
越えていなければARC出力演算回路72の出力
差信号Δxを前記サーボ機構90へ出力するよう
になつている。電油式サーボ弁91は前記差信号
Δxを常に零にするように油圧圧下シリンダ92
の圧下動作を制御する。電油サーボ系のような高
応答性を有する圧下機構とすることにより高精度
応答の圧下位置制御がみなされる。
次に、入側、出側のタツチロール径の差、ある
いは圧延材の巾広がりなどの影響に基づく圧下率
の誤差を補正するためのフイードバツク機構につ
いて説明する。出側板厚計32による実測出側板
厚Gpと出側板厚の設定値7とから板厚偏差出力
回路34で実測板厚偏差ΔGpを得、このΔGp
計算した出側偏差ΔGi(1−R)との差を適当
な回数nだけ補正値演算回路80で加算してお
き、n回になつたときに(6)式にしたがつてn回の
平均をとつて補正値Cを出し、圧下量演算回路7
0に出力する。圧下量演算回路70では(7)式にし
たがつて計算出側長さLpcを補正する。なお、圧
下率は通常(Gi−Gp)/Giで示されるが、板厚
計の位置が圧下位置から離れているため真の圧下
率を求めるには出側の板厚計32に圧延材が到達
するまで待つ必要がある。したがつて圧下率の表
示として板厚を用いると機構が複雑になるので、
(1)式を利用して圧下率を(Lp−Li)/Lpの形
で表わし、実測長さをそのまま演算すれば圧下率
が得られることとなり都合がよい。上述の各演算
回路あるいは記憶回路60は、図示実施例のよう
にアナログまたはデジタル回路でも構成できる
が、計算機システムで構成してもよい。
第3図は本発明を適用した場合の時間−板厚チ
ヤート図である。第3図の例はテストコイルを±
10μm程度の台形状の板厚にしたものを圧下率圧
延した例であるが、Aで示す出側板厚変化がBの
入側板厚変化に追従している様子がよくわかる。
ARCは、AGCと比べ圧下出力値が小さく、そ
のため圧下系からみると負荷が小さく応答性も向
上するとともに安定性も向上する。ただし、
ARCは可変デツドバンドともいうべき偏差が残
るので、大きな偏差に対しては板厚制御精度が低
下するので、上述のように或る偏差を設定し、そ
の偏差以上であれば従来のAGCで制御し、逆に
その偏差以内ではARCを用いるのが本発明の特
徴である。この設定偏差を例えば±5μmとする
と、2〜3パス圧延後では±3μm以内の制御精
度が得られかつ安定した板厚制御が達成される。
上述の実施例ではリバーシング圧延機の一方向
の圧延について説明したが、逆方向の圧延の際も
同様であり、またこのような可逆式に限らず、タ
ンデム圧延機に適用することもできる。AGC、
ARCとも任意のものが採用可能であり、上述し
た質量流量一定則を利用したものに限定されな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図はリバーシブル圧延機に本発明を適用し
た場合の全体的な制御系統を示した図、第2図は
第1図における圧下量演算回路のより詳細な制御
系統を示す図、第3図は本発明を適用した場合の
時間−板厚偏差を示した図である。 10,20……パルス発信器、11,21……
AGC用長さカウンタ、12,22……ARC用長
さカウンタ、31,32……板厚計、33,34
……板厚偏差出力回路、60……入側偏差記憶回
路、70……圧下量演算回路、71……AGC用
出力演算回路、72……ARC用出力演算回路、
76……比較器、77……出力選択回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入側板厚偏差および入側板長さを実測して出
    側板長さを予測し、実測出側板長さとの差を板厚
    制御または圧下率制御の圧下出力とする圧延機の
    自動板厚制御方法において、目標板厚に対し出側
    板厚の基準偏差を設定し、実測出側板厚偏差が前
    記基準偏差以上であれば前記板厚制御のみを行な
    い、前記基準偏差以下であれば前記板厚制御を前
    記圧下率制御に切り替えることを特徴とする圧延
    機の、自動板厚制御方法。
JP16385579A 1979-11-05 1979-12-17 Method and apparatus for automatic thickness control in rolling mill Granted JPS5686616A (en)

Priority Applications (2)

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JP16385579A JPS5686616A (en) 1979-12-17 1979-12-17 Method and apparatus for automatic thickness control in rolling mill
US06/258,779 US4428054A (en) 1979-11-05 1981-04-29 Automatic control methods and devices for rolling hills

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JP16385579A JPS5686616A (en) 1979-12-17 1979-12-17 Method and apparatus for automatic thickness control in rolling mill

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JPS5686616A JPS5686616A (en) 1981-07-14
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6797696B2 (ja) * 2017-01-05 2020-12-09 株式会社神戸製鋼所 圧延機の板厚制御装置および該方法ならびに圧延機

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JPS5686616A (en) 1981-07-14

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