JPWO2020121454A1 - タンデム圧延機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
圧延材の破断をより確実に抑制することができるタンデム圧延機の制御装置を提供する。タンデム圧延機の制御装置は、複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対する速度指令値を一時的に出力する速度指令出力部と、前記速度指令出力部が一時的に速度指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、を備えた。当該構成を備えることより、圧延材の破断をより確実に抑制することができる。
Description
この発明は、タンデム圧延機の制御装置に関する。
特許文献１は、タンデム圧延機の制御装置を開示する。当該制御装置によれば、タンデム圧延機の起動時において複数のスタンドに対するＤｒｏｏｐ機能（モータ電流１００％に対するモータ速度指令低下率)を用いることにより、圧延材の破断を抑制し得る。
しかしながら、特許文献１に記載の制御装置は、タンデム圧延機の起動時において複数のスタンドの機械のガタによる負荷が異なることを考慮していない。このため、Ｄｒｏｏｐ機能により、隣接したスタンドの間において、ロールの速度の差がより大きくなることもある。その結果、圧延材が破断することもある。
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、圧延材の破断をより確実に抑制することができるタンデム圧延機の制御装置を提供することである。
この発明に係るタンデム圧延機の制御装置は、複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対する速度指令値を一時的に出力する速度指令出力部と、前記速度指令出力部が一時的に速度指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、を備えた。
この発明に係るタンデム圧延機の制御装置は、複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対するトルク指令値を一時的に出力するトルク指令出力部と、前記トルク指令出力部が一時的にトルク指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、を備えた。
これらの発明によれば、タンデム圧延機の起動前に複数のスタンドが一時的に動作した際に、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値が小さくなる。このため、複数のスタンドの機械のガタ分の負荷が吸収された状態において、隣接したスタンドの間の圧延材に対し、適切な張力が掛かる。その結果、圧延材の破断をより確実に抑制することができる。
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置が適用される冷間タンデム圧延機の構成図である。
図１は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置が適用される冷間タンデム圧延機の構成図である。
図１の冷間タンデム圧延機において、複数のスタンド１は、水平方向に並んで設けられる。複数のスタンド１の各々は、一対のワークロール２と複数のバックアップロール３とを備える。複数のモータ４の各々は、複数のスタンド１の各々に対応して設けられる。複数のドライブ装置５の各々は、複数のモータ４の各々に電気的に接続される。制御装置６は、複数のドライブ装置５に電気的に接続される。
制御装置６は、複数のドライブ装置５の各々に速度指令値を出力する。複数のドライブ装置５は、制御装置６からの速度指令値に基づいて複数のモータ４の各々を回転させる。複数のスタンド１の各々において、一対のワークロール２は、モータ４の回転に追従して回転する。複数のバックアップロール３は、一対のワークロール２に追従して回転する。その結果、圧延材７は、矢印方向に圧延される。
次に、図２を用いて、制御装置６を説明する。
図２は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のブロック図である。
図２は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のブロック図である。
図２に示されるように、制御装置６は、速度指令出力部６ａとＤｒｏｏｐ量設定部６ｂとを備える。
速度指令出力部６ａは、複数のスタンド１の各々に対する速度指令値を出力する。Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、複数のスタンド１に対するＤｒｏｏｐ量設定値を出力する。その結果、複数のスタンド１にかかる負荷のバランスが取れる。
次に、図３を用いて、冷間タンデム圧延機の起動前後における速度制御を説明する。
図３は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置による冷間タンデム圧延機の起動前後の速度指令値と速度応答値と張力応答値とＤｒｏｏｐ設定値とを示す図である。
図３は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置による冷間タンデム圧延機の起動前後の速度指令値と速度応答値と張力応答値とＤｒｏｏｐ設定値とを示す図である。
図３に示されるように、冷間タンデム圧延機の起動前の時間帯Ｔ１において、速度指令出力部６ａは、複数のスタンド１の各々に対し、ステップ状の速度指令値αを一時的に出力する。例えば、速度指令出力部６ａは、複数のスタンド１の各々に対し、設定速度の１％の速度指令値を一時的に出力する。その結果、複数のスタンド１の各々において、一対のワークロール２は、当該速度指令値に応答して回転する。この際の回転速度は、速度応答値として検出される。
速度指令出力部６ａがステップ状の速度指令値αを一時的に出力する期間において、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、複数のスタンド１の各々に対し、Ｄｒｏｏｐ量設定値Ｄ０を出力する。この際、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、より後段のスタンド１のＤｒｏｏｐ量設定値Ｄ０を小さくする。その結果、複数のスタンド１の機械のガタ分の負荷が吸収された状態で、隣接したスタンド１の間の圧延材７において、適切な張力が掛かる。
その後の時間帯Ｔ２においては、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、バックアップロール３の軸受の静止摩擦により起動分のトルクが必要になることを考慮して、Ｄｒｏｏｐ量設定値０を出力する。
時間帯Ｔ２が経過した際、速度指令出力部６ａは、複数のスタンド１の全てに対する同時起動の速度指令値を出力する。この際、バックアップロール３の軸受の静止摩擦係数が複数のスタンド１の間で違うことを考慮して、速度ＰＩサクセッシブ制御が行われる。具体的には、隣接したスタンド１の間の圧延材の張力応答値と張力基準値との差が抑制される。例えば、圧延材が引っ張られ気味である場合、スタンド１の速度指令値を大きくすることにより、圧延材が緩む方向になる。例えば、圧延材が緩み気味である場合、スタンド１の速度指令値を小さくすることにより、圧延材が引っ張られる方向になる。
その後、複数のスタンド１において、速度応答値が始動完了速度Ｖ０になった時点において、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量設定値Ｄ１を出力する。この際、Ｄ１は、Ｄ０よりも大きい値に設定される。その後、速度指令値がＤｒｏｏｐ量維持速度Ｖ１となるまで、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量設定値をＤ１に維持する。
その後、速度指令値が圧延最低速度Ｖ２を経て設定最低速度Ｖ３となるまで、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量設定値を徐々に小さくする。具体的には、速度指令値が圧延最低速度Ｖ２のとき、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量設定値Ｄ２を出力する。速度指令値が設定最低速度Ｖ３のとき、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量設定値０を出力する。その結果、低速域において、複数のスタンド１の間の機械のガタによる速度のアンバランスを抑制し、隣接したスタンド１の間の圧延材７において、適切な張力が維持される。
次に、図４を用いて、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂによるＤｒｏｏｐ量の設定方法を説明する。
図４は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のＤｒｏｏｐ量設定部が利用するＤｒｏｏｐ量テーブルを示す図である。
図４は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のＤｒｏｏｐ量設定部が利用するＤｒｏｏｐ量テーブルを示す図である。
図４に示されるように、Ｄｒｏｏｐ量テーブルにおいては、速度の情報とＤｒｏｏｐ量の情報とが対応付けられる。例えば、速度「Ｖ０」の情報とＤｒｏｏｐ量「Ｄ１」の情報とが対応付けられる。例えば、速度「Ｖ１」の情報とＤｒｏｏｐ量「Ｄ１」の情報とが対応付けられる。例えば、速度「Ｖ２」の情報とＤｒｏｏｐ量「Ｄ２」の情報とが対応付けられる。例えば、速度「Ｖ３」の情報とＤｒｏｏｐ量「０」の情報とが対応付けられる。
Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量テーブルの情報に基づいてＤｒｏｏｐ量設定値を決定する。具体的には、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、速度指令値が「Ｖ０」から「Ｖ１」の間である場合にＤｒｏｏｐ量設定値を「Ｄ１」にする。Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、速度指令値が「Ｖ２」の場合にＤｒｏｏｐ量設定値を「Ｄ２」にする。Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、速度指令値が「Ｖ３」の場合にＤｒｏｏｐ量設定値を「０」にする。
次に、図５を用いて、冷間タンデム圧延機の停止時における速度制御を説明する。
図５は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置による冷間タンデム圧延機の停止時の速度指令値とＤｒｏｏｐ設定値とを示す図である。
図５は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置による冷間タンデム圧延機の停止時の速度指令値とＤｒｏｏｐ設定値とを示す図である。
図５に示されるように、冷間タンデム圧延機の停止直前において、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量テーブルの速度指令値が「Ｖ１」から「Ｖ０」の間である場合にＤｒｏｏｐ量設定値「Ｄ１」に一定値βを加算する。その結果、低速域において、複数のスタンド１の機械のガタによる速度のアンバランスを抑制し、隣接したスタンド１の間の圧延材７において、適切な張力が維持される。
次に、図６を用いて、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂによるＤｒｏｏｐ量設定値の調整を説明する。
図６は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のＤｒｏｏｐ量設定部に設けられたＤｒｏｏｐゲイン回路を示す図である。
図６は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のＤｒｏｏｐ量設定部に設けられたＤｒｏｏｐゲイン回路を示す図である。
図６に示されるように、冷間タンデム圧延機の始動後において圧延材７の張力が安定して張力制御が始まるまで、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、張力応答値と張力基準値との差に対し、係数を掛けてゲインを得る。Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、Ｄｒｏｏｐ量テーブルから得られた値に対し、当該ゲインを掛けた値をＤｒｏｏｐ量設定値とする。
この場合、隣接したスタンド１の間において張力応答値が張力基準値よりも小さいと、Ｄｒｏｏｐ量設定値は、Ｄｒｏｏｐ量テーブルから得られた値よりも小さくなる。これに対し、隣接したスタンド１の間において張力応答値が張力基準値よりも大きいと、Ｄｒｏｏｐ量設定値は、Ｄｒｏｏｐ量テーブルから得られた値よりも大きくなる。その結果、隣接したスタンド１において速度のアンバランスを抑制し、隣接したスタンド１の間の圧延材７において、適切な張力が維持される。
以上で説明した実施の形態１によれば、複数のスタンド１が圧延材７を挟み込んだ状態の冷間タンデム圧延機において、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、速度指令出力部６ａが一時的に速度指令値を出力している期間において、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくする。具体的には、前段側のスタンド１の速度を基準として後段側のスタンド１の速度に反比例するＤｒｏｏｐ量設定値とすればよい。この場合、複数のスタンド１の機械のガタの負荷が吸収された状態において、隣接したスタンド１の間の圧延材７において、適切な張力が掛かる。その結果、圧延材７の破断をより確実に抑制することができる。
また、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂは、冷間タンデム圧延機の始動後に複数のスタンド１の速度に応じて複数のスタンド１のＤｒｏｏｐ量を変動させ、冷間タンデム圧延機の停止直前に複数のスタンド１の速度に応じたＤｒｏｏｐ量設定値に一定値βを加算する。このため、低速域において、複数のスタンド１の機械のガタによる速度のアンバランスを抑制し、隣接したスタンド１の間において圧延材７の張力が適切に維持された状態で、冷間タンデム圧延機を停止させることができる。その結果、冷間タンデム圧延機の再起動時において、圧延材７の破断をより確実に抑制することができる。
なお、トルク制御が行われる冷間タンデム圧延機に対し、実施の形態と同様の制御を行ってもよい。この場合も、圧延材７の破断をより確実に抑制することができる。
次に、図７を用いて、制御装置６の例を説明する。
図７は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のハードウェア構成図である。
図７は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置のハードウェア構成図である。
制御装置６の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える。
処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える場合、制御装置６の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、少なくとも１つのメモリ１００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置６の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１００ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。
処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、制御装置６の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、制御装置６の各機能は、まとめて処理回路で実現される。
制御装置６の各機能について、一部を専用のハードウェア２００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂの機能については専用のハードウェア２００としての処理回路で実現し、Ｄｒｏｏｐ量設定部６ｂの機能以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１００ａが少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア２００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで制御装置６の各機能を実現する。
以上のように、この発明に係るタンデム圧延機の制御装置は、タンデム圧延機に利用できる。
１ スタンド、 ２ ワークロール、 ３ バックアップロール、 ４ モータ、 ５ ドライブ装置、 ６ 制御装置、 ６ａ 速度指令出力部、 ６ｂ Ｄｒｏｏｐ量設定部、 １００ａ プロセッサ、 １００ｂ メモリ、 ２００ ハードウェア
この発明に係るタンデム圧延機の制御装置は、複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対する速度指令値を一時的に出力する速度指令出力部と、前記速度指令出力部が一時的に速度指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、前記複数のスタンドのモータの速度指令低下率であるＤｒｏｏｐ量について、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、を備えた。
この発明に係るタンデム圧延機の制御装置は、複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対するトルク指令値を一時的に出力するトルク指令出力部と、前記トルク指令出力部が一時的にトルク指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、前記複数のスタンドのモータの速度指令低下率であるＤｒｏｏｐ量について、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、を備えた。
次に、図３を用いて、冷間タンデム圧延機の起動前後における速度制御を説明する。
図３は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置による冷間タンデム圧延機の起動前後の速度指令値と速度応答値と張力応答値とＤｒｏｏｐ量設定値とを示す図である。
図３は実施の形態１におけるタンデム圧延機の制御装置による冷間タンデム圧延機の起動前後の速度指令値と速度応答値と張力応答値とＤｒｏｏｐ量設定値とを示す図である。
Claims (8)
- 複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対する速度指令値を一時的に出力する速度指令出力部と、
前記速度指令出力部が一時的に速度指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、
を備えたタンデム圧延機の制御装置。 - 前記速度指令出力部は、前記タンデム圧延機の始動後に隣接したスタンドの間において圧延材の張力応答値と張力基準値との差が抑制されるように速度指令値を出力し、
前記Ｄｒｏｏｐ量設定部は、前記タンデム圧延機の始動後に前記複数のスタンドの速度に応じて前記複数のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を変動させ、前記タンデム圧延機の停止直前に前記複数のスタンドの速度に応じたＤｒｏｏｐ量設定値に一定値を加算する請求項１に記載のタンデム圧延機の制御装置。 - 複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の始動後に隣接したスタンドの間において圧延材の張力応答値と張力基準値との差が抑制されるように速度指令値を出力する速度指令出力部と、
前記タンデム圧延機の始動後に前記複数のスタンドの速度に応じて前記複数のスタンドのＤｒｏｏｐ量を変動させ、前記タンデム圧延機の停止直前に前記複数のスタンドの速度に応じたＤｒｏｏｐ量設定値に一定値を加算するＤｒｏｏｐ量設定部と、
を備えたタンデム圧延機の制御装置。 - 前記Ｄｒｏｏｐ量設定部は、前記タンデム圧延機の始動後において張力制御が始まるまで、前記複数のスタンドの各々の速度に応じて変動するＤｒｏｏｐ量のテーブルから得られた値に対し、隣接したスタンドの間において圧延材の張力応答値と張力基準値との差に応じたゲインを掛けた値をＤｒｏｏｐ量設定値とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタンデム圧延機の制御装置。
- 複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の起動前に前記複数のスタンドに対するトルク指令値を一時的に出力するトルク指令出力部と、
前記トルク指令出力部が一時的にトルク指令値を出力している期間において、前記複数のスタンドに対し、より後段側のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を小さくするＤｒｏｏｐ量設定部と、
を備えたタンデム圧延機の制御装置。 - 前記トルク指令出力部は、前記タンデム圧延機の始動後に隣接したスタンドの間において圧延材の張力応答値と張力基準値との差が抑制されるようにトルク指令値を出力し、
前記Ｄｒｏｏｐ量設定部は、前記タンデム圧延機の始動後に前記複数のスタンドのトルクに応じて前記複数のスタンドのＤｒｏｏｐ量設定値を変動させ、前記タンデム圧延機の停止直前に前記複数のスタンドのトルクに応じたＤｒｏｏｐ量設定値に一定値を加算する請求項５に記載のタンデム圧延機の制御装置。 - 複数のスタンドが圧延材を挟み込んだ状態のタンデム圧延機の始動後に隣接したスタンドの間において圧延材の張力応答値と張力基準値との差が抑制されるようにトルク指令値を出力するトルク指令出力部と、
前記タンデム圧延機の始動後に前記複数のスタンドのトルクに応じて前記複数のスタンドのＤｒｏｏｐ量を変動させ、前記タンデム圧延機の停止直前に前記複数のスタンドのトルクに応じたＤｒｏｏｐ量設定値に一定値を加算するＤｒｏｏｐ量設定部と、
を備えたタンデム圧延機の制御装置。 - 前記Ｄｒｏｏｐ量設定部は、前記タンデム圧延機の始動後において張力制御が始まるまで、前記複数のスタンドの各々のトルクに応じて変動するＤｒｏｏｐ量のテーブルから得られた値に対し、隣接したスタンドの間において圧延材の張力応答値と張力基準値との差に応じたゲインを掛けた値をＤｒｏｏｐ量設定値とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のタンデム圧延機の制御装置。
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