KR100306144B1 - Apparatus for controlling tension in continuous hot rolling mill - Google Patents

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KR100306144B1 KR1019970071431A KR19970071431A KR100306144B1 KR 100306144 B1 KR100306144 B1 KR 100306144B1 KR 1019970071431 A KR1019970071431 A KR 1019970071431A KR 19970071431 A KR19970071431 A KR 19970071431A KR 100306144 B1 KR100306144 B1 KR 100306144B1
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for controlling tension in a continuous rolling mill is provided which properly maintains tension of a material to be rolled hung between rolling stands in the continuous rolling mill by controlling roll speeds of the rolling stands and an angle of a looper mounted between roll stands in a rolling mill. CONSTITUTION: The apparatus for controlling tension in a continuous hot rolling mill comprises a load detection part(31) detecting a load of a material to be rolled loaded on a looper; a tension calculation part(32) converting into tension a load of the looper detected from the load detection part; a tension control part(33) obtaining an adjusted tension through proportional integral control from a deviation between a tension set value of a numerical formula model part(21) and an actual tension value outputted from the tension calculation part; a looper angle detection part(25) detecting an angle of the looper; an angle control part(34) obtaining an adjusted angle of the looper through proportional integral control from a deviation between an actual looper angle detected from the looper angle detection part and a set angle value of looper of the numerical formula model part; a total value compensation part(35) outputting a speed correction amount of rolling rolls and a torque correction amount of the looper; a current conversion part(37) outputting the converted current to a looper driving part(29) by converting into a current a value obtained by summing up a basic torque value and a torque correction amount of the looper outputted from the total value compensation part; and an addition part outputting the added value to a rolling roll driving part(28) by adding a standard speed of a speed control part to a speed correction amount of the rolling rolls outputted from the total value compensation part.

Description

열연 연속압연기의 장력제어장치Tension control device of hot rolling mill

본 발명은 철강 플랜트의 열간압연공정중 루퍼(LOOPER)장치가 설치된 연속압연기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속압연기에 있어서 압연기 스탠드간에 걸리는 피압연재인 제어대상재의 장력을 적절하게 유지하도록 압연기 스탠드의 롤속도 및 압연기 스탠드간에 장착된 루퍼의 각도를 제어하여 연속압연기의 장력제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous mill provided with a looper (LOOPER) device during the hot rolling process of a steel plant, and more particularly, to a steel mill of the rolling mill stand so as to properly maintain the tension of the control target material, which is a rolled material caught between rolling mill stands in the continuous rolling mill. The present invention relates to a tension control device for a continuous rolling mill by controlling the roll speed and the angle of the looper mounted between the mill stands.

또한 본 발명은 열간압연의 사상압연기에 있어서 피압연재의 장력 및 루퍼설비간의 간섭을 배제하고 상호 발생하는 외란을 상쇄시키면서 루퍼를 제어하고 또한 구조가 간단하여 조정이 용이한 연속압연기의 장력제어장치에 관한 것이다.In addition, the present invention eliminates the interference between the tension of the rolled material and the interference between the looper facilities in the filament rolling mill of hot rolling, and controls the looper while canceling mutual disturbances, and also has a simple structure and easy to adjust the tension control device of the continuous rolling mill. It is about.

일반적으로, 복수의 압연기가 연속적으로 설치되어 있는 열간압연공정의 연속압연기에는 각 압연기 스탠드간의 루프량을 적절하게 유지하고 피압연재(예를들어, 강판)의 장력을 안정되게 유지하기 위하여 '루퍼'라는 장치가 설치되어 있으며, 피압연재의 품질향상을 위하여 품질에 직접 영향을 미치는 장력을 안정하게 유지하도록 제어함과 동시에 루퍼각도의 변동을 없애도록 제어하는 것이 중요하다.In general, in a continuous rolling mill of a hot rolling process in which a plurality of rolling mills are continuously installed, a 'looper' is used to maintain a proper loop amount between each rolling mill stand and to maintain a stable tension of a rolled material (for example, a steel sheet). In order to improve the quality of the rolled material, it is important to control the tension which directly affects the quality of the rolled material and to control the variation of the looper angle.

예를들어, 피압연재에 과다한 장력이 걸리거나, 일정한 장력이 유지되지 않아 과대루프가 발생하면, 그 영향으로 피압연재의 폭부족분이 발생하거나 피압연재의 형상이 불량해지게 되기 때문에, 장력변동 및 루퍼각도변동을 최소화하는 것이 조업의 안정화측면에서 매우 중요하다.For example, if an excessive tension is applied to the rolled material or an excessive loop occurs because a constant tension is not maintained, the influence of the width of the rolled material or the shape of the rolled material becomes poor due to the influence of tension variation and Minimizing looper angle variation is very important in terms of stabilization of operations.

도 1은 압연기 스탠드간에 루퍼가 장착된 연속압연기의 일부를 도시한 것이다. 여기에서 도시한 바와 같이 하류측의 I번째스탠드의 압연롤(11)과, 상류측의 I+1번째스탠드의 압연롤(12)과, 그 사이에 설치된 루퍼(13)와, 스탠드 압연롤(12)의 롤회전속도를 제어하는 압연롤모터(15) 및, 루퍼(13)의 각도(θ)를 제어하는 루퍼모터(14)를 구비하고 있다. 두 압연기 스탠드의 압연롤(11,12) 및 루퍼(13)에 걸린 피압연재(10)의 장력(σ)을 조절하기 위하여 연속된 두 스탠드의 압연롤(11,12)중 한 스탠드의 압연롤(12)의 롤회전속도를 압연롤모터(15)를 제어함과 아울러 루퍼(13)의 각도(θ)를 루퍼모터(14)를 제어하여 루퍼의 토크(torque)를 루퍼각도(θ)의 변동에 따라 조정한다.1 shows a part of a continuous rolling mill equipped with a looper between rolling mill stands. As shown here, the rolling roll 11 of the I-th stand on the downstream side, the rolling roll 12 of the I + 1 st stand on the upstream side, the looper 13 provided therebetween, and the stand rolling roll ( The rolling roll motor 15 which controls the roll rotation speed of 12) and the looper motor 14 which control the angle (theta) of the looper 13 are provided. Rolling rolls of one stand of two consecutive rolling rolls 11 and 12 for adjusting the tension σ of the rolled material 10 caught on the rolling rolls 11 and 12 of the two rolling mill stands and the looper 13. The roll rotational speed of (12) is controlled by the rolling roll motor (15), the angle (θ) of the looper 13 is controlled by the looper motor 14, and the torque of the looper is determined by the looper angle (θ). Adjust to change.

도 2는 도 1에서 도시한 연속압연기의 루퍼제어장치를 도시한 블록도이다. 여기에서 도시한 바와 같이 실측소재의 두께와 실측소재의 폭에 관한 데이터를 받아 열간압연공정의 수학적 모델링을 적용하여 루퍼의 각도설정값, 소재의 장력설정값, 목표판두께 및 목표판폭의 데이터를 출력하는 수식모델부(21)와, 루퍼모터(14)의 회전량을 검출하여 루퍼각도를 측정하는 루퍼각도검출부(25)와, 수식모델부(21)의 각도설정값으로부터 루퍼각도검출부(25)에서 검출된 루퍼각도를 감산한 값을 입력받아서 비례미분적분 제어방법을 적용하여 압연롤모터 회전속도를 출력하는 각도제어부(23)와, 수식모델부(21)의 지시에 따라 자동 두께 제어(AGC:Auto Gauge Control)의 압하보상을 위한 압연롤모터(15)의 기준속도을 출력하는 속도제어부(24)와, 각도제어부(23)의 압연롤모터 회전속도와 속도제어부(22)의 압연롤모터의 기준속도을 가산한 값에 따라 압연롤모터를 구동하는 압연롤구동부(28)와, 루퍼모터의 부하전류를 검출하는 전류검출부(27)와, 전류검출부(27)의 전류를 장력으로 환산하고 수식모델부(21)의 소재의 장력설정값, 목표판두께 및 목표판폭의 데이터를 입력받아 루퍼의 토크기준값을 계산하는 장력제어부(24)와, 장력제어부(24)의 출력토크를 루퍼모터 구동전류로 변환하는 전류변환부(26)와, 전류변환부(26)의 전류값에 따라 루퍼모터(14)를 구동하는 루퍼모터구동부(29)를 구비한다.FIG. 2 is a block diagram showing a looper control device of the continuous rolling mill shown in FIG. As shown here, the data on the thickness of the measured material and the width of the measured material are received, and the mathematical modeling of the hot rolling process is applied to obtain the looper angle setting value, the material tension setting value, the target plate thickness, and the target plate width. The looper angle detector 25 detects the amount of rotation of the looper motor 14 and measures the looper angle, and the looper angle detector 25 from the angle set value of the modified model unit 21. Automatic control of the thickness according to the instruction of the angle control unit 23 and the formula model unit 21 by outputting the value obtained by subtracting the looper angle detected by The speed control part 24 which outputs the reference speed of the rolling roll motor 15 for compensating for reduction of AGC: Auto Gauge Control, and the rolling speed of the rolling roll motor of the angle control part 23 and the rolling roll motor of the speed control part 22 According to the reference speed of The rolling roll driving unit 28 for driving the rolling roll motor, the current detecting unit 27 for detecting the load current of the looper motor, and the current of the current detecting unit 27 are converted into tensions, A tension control unit 24 for inputting the tension set value, target plate thickness and target plate width data to calculate the loop reference torque reference value, and a current converter 26 for converting the output torque of the tension control unit 24 to the looper motor driving current. ) And a looper motor driver 29 for driving the looper motor 14 in accordance with the current value of the current converter 26.

도 2의 연속압연기의 루퍼제어장치는 스탠드간에 걸리는 장력과 루퍼각도의 2가지 제어인자를 제어하기 위하여 루퍼가 설치된 연속압연기의 스탠드에는 연속압연롤(ROLL) 회전속도와 루퍼 토크(TORQUE) 2가지의 조작량을 제어하고 있다. 도 2에 나타내는 것과 같이 루퍼모터(14)의 회전량에 따라 나타나는 루퍼의 각도를 감안하여 수식모델부(21)의 각도설정값을 비례적분미분 제어를 하고 제어결과 압연롤모터의 구동속도를 출력하여 조절함으로써 긍극적으로 압연롤모터(15)를 제어한다. 또한 루퍼모터(14)가 받는 부하에 따른 루퍼모터(14)의 전류값을 장력값으로 환산하고 이를 감안하여 수식모델부(21)의 장력설정값을 루퍼의 기준토크를 계산하여 이에 따라 루퍼모터를 구동한다. 즉 루퍼각도(θ)에 따라 상류측스탠드(i) 혹은 하류측스탠드(i+1)의 롤 회전속도를 수정하여 루퍼각도(θ)를 유지하여 주는 각도제어방법과 루퍼 토크를 루퍼각도 θ의 변동에 대응하여 조정함으로서 간접적으로 장력값(σ)을 목표치로 제어하는 루퍼 장력제어법으로 스탠드간 장력과 루퍼제어를 하고 있다.The looper control device of the continuous rolling mill of FIG. 2 has two types of continuous rolling rolls and two looper torques on the stand of the continuous rolling mill in which the looper is installed to control two control factors of tension between the stands and the looper angle. The manipulated value of is controlled. As shown in FIG. 2, in consideration of the angle of the looper appearing according to the rotational amount of the looper motor 14, the integral value control of the angle set value of the equation model unit 21 is performed in proportion to the integral and outputs the driving speed of the rolling roll motor. The rolling roll motor 15 is ultimately controlled by adjusting. In addition, the current value of the looper motor 14 according to the load received by the looper motor 14 is converted into a tension value, and in consideration of this, the tension setting value of the formula model unit 21 is calculated by calculating the reference torque of the looper accordingly. To drive. In other words, the angle control method to maintain the looper angle θ by modifying the roll rotational speed of the upstream stand (i) or the downstream stand (i + 1) according to the looper angle θ and the looper torque of the looper angle θ The tension between the stand and looper control is performed by the looper tension control method which indirectly controls the tension value? As a target value by adjusting to the variation.

그런데, 도 2에서 도시한 종래의 장치는 장력제어가 장력제어의 결과에 대한 피드백제어없이 단순하게 루프각도변동에 따라 루퍼의 토오크를 조정하는 오픈루프로 이루어지기 때문에 장력제어의 효과가 나쁜 문제점이 있다. 또한 스탠드간에 걸리는 장력과 루퍼각도 사이에는 상호 간섭이 발생하여 장력변동은 루퍼의 각도변동을 유발하고 루퍼의 각도변동은 스탠드간의 장력변동을 일으키고 있으나 도 2에서 도시한 종래의 제어장치에서는 각 압연기간에 걸리는 장력과 루퍼각도사이에 발생하는 상호간섭을 고려하지 않아, 그로 인하여 제어의 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.However, the conventional apparatus shown in FIG. 2 has a problem that the effect of the tension control is bad because the tension control is made of an open loop that simply adjusts the torque of the looper according to the loop angle change without feedback control on the result of the tension control. have. In addition, mutual interference occurs between the tension between the stand and the looper angle, so that the tension variation causes the angular variation of the looper and the angular variation of the looper causes the tension variation between the stands. It does not take into account the mutual interference generated between the tension applied to the looper angle and, therefore, there is a problem in that the control stability is lowered.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하고자 제안된 것으로서, 그 목적은 장력설정값과 계측값과의 편차값에 따라 압연롤회전속도를 조정하고, 루퍼각도의 실측값과 설정값과의 편차로 루퍼의 토크량을 조정하면서, 루퍼의 각도와 장력간에 상호 발생하는 외란 또는 간섭이 상쇄되도록 보상하는 열연 연속압연기의 루퍼장치 제어장치를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above conventional problems, the object of which is to adjust the rolling roll rotational speed according to the deviation value between the tension set value and the measured value, the deviation between the measured value and the set value of the looper angle It is to provide a looper control device of a hot rolling mill that adjusts the torque of the furnace looper to compensate for mutual disturbance or interference between the angle and tension of the looper.

도 1은 압연기 스탠드간에 루퍼가 장착된 연속압연기의 일부를 도시한 것이다.1 shows a part of a continuous rolling mill equipped with a looper between rolling mill stands.

도 2는 도 1에서 도시한 연속압연기의 루퍼제어장치를 도시한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a looper control device of the continuous rolling mill shown in FIG.

도 3은 본 발명에 의한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment according to the present invention.

도 4는 본 발명에 있어서 압연스탠드와 루퍼에 작용하는 역학관계를 도시한 것이다.Figure 4 illustrates the dynamics acting on the rolling stand and the looper in the present invention.

도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예의 시뮬레이션 결과를 종래와 비교하여 도시한 것이다.5 (a) and 5 (b) show simulation results of the embodiment of the present invention in comparison with the prior art.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

21 ... 수식모델부 25 ... 루퍼각도검출부21 ... Mathematical model part 25 ... Looper angle detector

28 ... 압연롤구동부 29 ... 루퍼구동부28 ... rolling roll driving part 29 ... looper driving part

31 ... 하중검출부 32 ... 장력계산부31 ... load detection part 32 ... tension calculation part

33 ... 장력제어부 34 ... 각도제어부33 ... tension control part 34 ... angle control part

35 ... 전치보상부 36 ... 기준토크부35 ... Precompensation section 36 ... Reference torque section

37 ... 전류변환부 38 ... 가산기37 ... current converter 38 ... adder

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 연속된 압연롤을 구동하는 압연롤구동부와, 연속된 압연롤 사이에 구비된 루퍼의 각도를 조정하는 루퍼구동부와, 피압연재의 실측판두께와 판폭의 데이터를 압연공정의 수학적 모델에 적용하여 목표판두께, 목표판폭, 루퍼각도설정값 및 장력설정정값을 산출하는 수식모델부와, 수식모델부의 지시에 따라 자동 두께 제어(AGC:Auto Gauge Control)의 압하보상을 위한 압연롤의 기준속도을 출력하는 속도제어부를 구비하는 연속압연기의 장력제어장치에 있어서, 루퍼에 걸리는 피압연재의 하중을 검출하는 하중검출부와, 수식모델부의 목표판두께, 목표판폭에 따라 하중검출부로부터 검출된 하중치를 장력으로 환산하는 장력계산부와, 수식모델부의 장력설정값에 장력계산부로부터 출력되는 실제 장력값의 편차로부터 비례적분제어를 통하여 조정장력을 구하는 장력제어부와, 루퍼의 각도를 검출하는 루퍼각도검출부와, 루퍼각도검출부로부터 검출된 실제 루퍼각도와 수식모델부의 루퍼각도설정값의 편차로부터 비례적분제어를 통하여 루퍼의 조정각도를 구하는 각도제어부와, 장력제어부와 각도제어부로부터 각각 출력되는 조정장력과 루퍼의 조정각도에 상호간섭에 따른 보상치를 상호 더하여 압연롤의 속도보정량과 루퍼의 토크보정량를 출력하는 전치보상부와, 전치보상부로부터 출력된 루퍼의 토크보정량에 기본토크치를 합산하여 된 값을 전류로 환산하여 루퍼구동부로 출력하는 전류변환부와, 전치보상부로부터 출력된 압연롤의 속도보정량과 속도제어부의 기준속도를 가산하여 압연롤구동부로 출력하는 가산부를 구비한다.As a specific means for achieving the above object of the present invention, the present invention is a rolling roll driving unit for driving a continuous rolling roll, a looper driving unit for adjusting the angle of the looper provided between the continuous rolling roll, and the rolled material The mathematical model unit calculates the target plate thickness, target plate width, looper angle setting value and tension setting value by applying the measured plate thickness and plate width data to the mathematical model of the rolling process, and automatic thickness control according to the instructions of the mathematical model part (AGC). A tension control device for a continuous rolling mill including a speed control unit for outputting a reference speed of a rolling roll for compensating for rolling reduction of an auto gauge control, comprising: a load detection unit for detecting a load of a rolled material applied to a looper, and a target plate of a mathematical model unit; The tension calculation unit converts the load value detected from the load detection unit into the tension according to the thickness and the target plate width, and the tension calculation unit outputs the tension setting value of the mathematical model unit. The tension control unit for obtaining the adjustment tension through proportional integral control from the deviation of the actual tension value applied, the looper angle detection unit for detecting the looper angle, and the looper angle setting values detected from the looper angle detection unit. The angle control unit that obtains the adjustment angle of the looper through the proportional integral control from the deviation, and the compensation tension according to the mutual interference are added to the adjustment tension output from the tension control unit and the angle control unit and the adjustment angle of the looper, respectively. Pre-compensation unit for outputting torque compensation amount, Current converting unit for converting the value obtained by adding the basic torque value to the torque compensation amount of looper output from pre-compensation unit, and outputting it to looper driving unit, and rolling roll output from precompensation unit An addition unit for adding the speed compensation amount and the reference speed of the speed control unit to the rolling roll driving unit The.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the embodiment according to the present invention with reference to the accompanying drawings as follows.

도 3은 본 발명에 의한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다. 여기에서 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 실시예의 구성은 크게 3부분으로 나눌 수 있다. 즉, 하중검출기(31)에서 연속압연기의 스탠드간에 걸리는 피압연재의 장력치를 검출하고 이 검출된 하중에 상당하는 장력값과 수식모델부(21)에서 압연공정모델에 의하여 계산되어 설정된 장력설정값과의 편차값으로 장력제어부(33)에서 비례적분제어를 통하여 연속압연기에 설치된 압연롤의 회전속도 즉 압연속도를 가변하여 조정하는 장력제어부분과, 루퍼각도검출기(25)가 스탠드간에 설치되어 있는 루퍼의 각도값을 검출하고 이때 검출된 값과 수식모델부(21)에서 압연공정모델에 의하여 계산되어 설정된 각도설정값과의 편차값으로 각도제어부(34)에서 비례적분제어를 통하여 루퍼의 각도를 조절하는 루퍼각도 제어부분 및 스탠드간의 장력과 루퍼각도의 상호간에 발생하는 간섭 또는 외란을 상쇄시켜주는 전치보상부(35) 부분으로 나눌 수 있다.3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment according to the present invention. As shown here, the configuration of the embodiment according to the present invention can be largely divided into three parts. That is, the load detector 31 detects the tension value of the material to be rolled between the stand of the continuous rolling mill, the tension value corresponding to the detected load, and the tension set value calculated and calculated by the rolling process model in the mathematical model unit 21; The tension control part for varying and adjusting the rotational speed, that is, the rolling speed, of the rolling rolls installed in the continuous rolling mill by the proportional integral control in the tension control unit 33 with the deviation value of the looper, and the looper having the looper angle detector 25 installed between the stands. The angle value of the looper is adjusted by the proportional integral control in the angle control unit 34 with the deviation value between the detected value and the angle set value calculated and calculated by the rolling process model in the mathematical model unit 21. It can be divided into a looper angle control portion and the precompensation portion 35 to cancel the interference or disturbance generated between the tension and the looper angle between the stand.

이를 다시 상세하게 설명하면 장력 제어부분은, 루퍼롤의 하부에 설치되어 루퍼에 걸리는 피압연재의 하중을 검출하는 하중검출부(31)와, 수식모델부의 목표판두께, 목표판폭에 따라 하중검출부(31)로부터 검출된 하중치를 피압연재에 걸리는 장력으로 환산하는 장력계산부(32)와, 수식모델부(21)의 장력설정값에 장력계산부(32)에서 계산되어 출력되는 실제 피압연재의 장력값의 편차로부터 비례적분제어를 통하여 조정장력을 구하여 출력하는 장력제어부(33)와, 수식모델부(21)의 지시에 따라 자동 두께 제어(AGC:Auto Gauge Control)의 압하보상을 위한 압연롤의 기준속도을 출력하는 속도제어부(22)와, 장력제어부(33)의 조정장력에 따른 속도와 속도제어부(22)의 기준속도의 가산값으로 압연롤을 구동하는 압연롤구동부(28)를 구비한다.In detail, the tension control part includes a load detecting part 31 installed at the lower part of the looper roll to detect the load of the rolled material applied to the looper, and a load detecting part 31 according to the target plate thickness and the target plate width of the mathematical model part. The tension value of the actual to-be-rolled material calculated by the tension calculation part 32 to the tension calculation part 32 which converts the load value detected from the to the tension applied to the to-be-rolled material, and the tension setting value of the mathematical model part 21 is output. Standard of the rolling roll for pressure reduction compensation of the automatic thickness control (AGC: Auto Gauge Control) according to the direction of the tension control unit 33 and the mathematical model unit 21 to obtain the adjustment tension through the proportional integral control from the deviation of The speed control part 22 which outputs a speed, and the rolling roll drive part 28 which drive a rolling roll by the addition value of the speed according to the adjustment tension of the tension control part 33, and the reference speed of the speed control part 22 are provided.

또한 루퍼 각도제어부분은 루퍼구동모터(14)에 연결되어 모터의 회전량에 따라 루퍼의 각도를 검출하는 루퍼각도검출부(25)와, 루퍼각도검출부(25)로부터 검출된 실제 루퍼각도와 수식모델부(21)의 루퍼각도설정값의 편차로부터 비례적분제어를 통하여 루퍼의 조정각도를 구하는 각도제어부(34)와, 각도제어부(34)에서 출력된 루퍼의 조정각도에 따른 토크에 기본토크치를 합산하여 된 값을 전류로 환산하여 출력하는 전류변환부(37)와, 전류변환부(37)의 출력전류에 따라 루퍼를 구동하는 루퍼구동부(29)로 이루어진다.In addition, the looper angle control part is connected to the looper driving motor 14 to detect the angle of the looper according to the rotation amount of the motor, and the actual looper angle detected from the looper angle detector 25 and the mathematical model. The basic torque value is added to the torque according to the angle of the looper output from the angle control unit 34 and the angle control unit 34 to obtain the adjustment angle of the looper through proportional integral control from the deviation of the looper angle setting value of the unit 21. And a looper driver 29 for driving the looper in accordance with the output current of the current converter 37.

그리고 전치보상부(35)는 장력제어부(33)와 각도제어부(34)로부터 각각 출력되는 조정장력과 루퍼의 조정각도에 상호간섭에 따른 보상치를 상호 더하여 압연롤의 속도보정량과 루퍼의 토크보정량를 출력한다.The precompensation unit 35 outputs the speed compensation amount of the rolling roll and the torque compensation amount of the looper by mutually adding a compensation value according to the mutual interference to the adjustment tension output from the tension control unit 33 and the angle control unit 34 and the adjustment angle of the looper. do.

본 발명에 의한 실시예의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the embodiment according to the present invention will be described.

본 발명은 도 3의 블록도에서와 같이 압연스탠드간에 루퍼가 설치된 연속압연기의 스탠드간에 걸리는 피압연재의 장력을 하중검출부(31)의 측정과 장력계산부(32)의 계산에 의해 추정하고 목표장력과 실제장력의 편차를 기초로하여 압연스탠드의 롤 회전속도의 레퍼런스를 산출하여 압연롤의 회전속도를 수정하고, 루퍼각도검출부(27)에서 루퍼의 각도를 측정하여 목표로하는 루퍼각도와의 편차를 기초로하여 루퍼에 발생하는 토르크를 수정하여 전류로 환산하여 이에 따라 루퍼의 각도를 수정하며, 장력과 루퍼각도 사이에 발생하는 상호 간섭 또는 외란을 상쇄시켜주는 전치보상부(35)는 크로스콘트롤(CROSS CONTROL)에 의하여 응답성이 빠르고 안정된 제어를 가능하도록 한다.As shown in the block diagram of Fig. 3, the present invention estimates the tension of the rolled material between the stand of the continuous rolling mill provided with the looper between the rolling stands by the measurement of the load detector 31 and the calculation of the tension calculator 32, and the target tension. A reference of the roll rotational speed of the rolling stand is calculated on the basis of the deviation of the actual tension and the actual tension, and the rotational speed of the rolling roll is corrected, and the looper angle detection unit 27 measures the looper angle and the deviation from the target looper angle. Correct the torque generated in the looper on the basis of the current to convert the current to the looper accordingly to correct the angle of the looper, and the precompensation unit 35 to cancel the mutual interference or disturbance generated between the tension and the looper angle is cross-control (CROSS CONTROL) enables fast and stable control.

도 3에 나타난 것과 같이 장력계산부(32)는 수식모델부(21)의 목표판두께와 목표판폭에 따라 루퍼에 부착된 하중검출부(LOAD CELL)의 하중치를 장력으로 환산하여 구하고 장력제어부(33)는 이렇게 구한값과 수식모델부(21)에서 계산된 단위 장력 설정값과의 편차값를 비례적분(PI) 제어를 통해 조정장력값으로 한다.As shown in FIG. 3, the tension calculation unit 32 calculates the load value of the load detection unit LOAD CELL attached to the looper according to the target plate thickness and the target plate width of the equation model unit 21, and converts the tension into a tension control unit 33. ) Is the adjustment tension value through the proportional integral (PI) control the deviation value between the value obtained in this way and the unit tension set value calculated by the mathematical model unit 21.

여기서 하중검출부(31)는 로드셀(LOAD CELL)을 이용하며 검출된 하중은 장력계산부(32)에서 수학식 1의 이론식을 이용하여 장력을 계산한다. 여기에 나오는 기호는 도 4에서의 압연스탠드와 루퍼(LOOPER)의 도식을 참고한다.Here, the load detector 31 uses a load cell and the detected load calculates the tension by using the theoretical formula of Equation 1 in the tension calculator 32. Symbols here refer to the schematic of the rolling stand and LOOPER in FIG.

Figure 1019970071431_B1_M0001
Figure 1019970071431_B1_M0001

여기에서 f1(θ) , f2(θ) 는 수학식 2와 수학식 3과 같다.From here f1 (θ) , f2 (θ) Is the same as Equation 2 and Equation 3.

Figure 1019970071431_B1_M0002
Figure 1019970071431_B1_M0002

<cos(θ-θ1)*sin(θ-θ1)+cos(θ+θ2)*sin(θ+θ2)><cos (θ-θ1) * sin (θ-θ1) + cos (θ + θ2) * sin (θ + θ2)>

Figure 1019970071431_B1_M0003
Figure 1019970071431_B1_M0003

*<cos2(θ-θ1)*cos2(θ+θ2)>* <cos 2 (θ-θ1) * cos 2 (θ + θ2)>

또한 수학식 2와 수학식 3에서 F2는 스트립 중량, 밴딩(BANDING)력, 루퍼롤 중량에 의한 힘(Kg)이고, F4는 스트립 원심력에 의한 힘으로서 각각 수학식4와 수학식 5와 같다.In addition, in Equation 2 and Equation 3, F2 is the force (Kg) due to the strip weight, the banding (BANDING) force, the looper roll weight, F4 is the force due to the strip centrifugal force as shown in equations (4) and (5).

Figure 1019970071431_B1_M0004
Figure 1019970071431_B1_M0004

Figure 1019970071431_B1_M0005
Figure 1019970071431_B1_M0005

여기서 루퍼제어에 이용되는 계산식의 심볼의 의미는 다음과 같다.Here, the meaning of the symbol of the calculation equation used for the looper control is as follows.

θ = 루퍼각도 (Deg, Rad)θ = looper angle (Deg, Rad)

θ1 = n번째 스탠드와 루퍼간 스트립 각도(Deg, Rad)θ1 = strip angle between nth stand and looper (Deg, Rad)

θ2 = (n+1)번째 스탠드와 루퍼간 스트립 각도 (Deg, Rad)θ2 = strip angle between (n + 1) th stand and looper (Deg, Rad)

FLC = 로드셀이 검출한 하중(kg)FLC = load detected by load cell (kg)

E = 영(Young) 율 (kg/㎟)E = Young's modulus (kg / mm2)

W = 스트립폭 폭 (mm)W = strip width width (mm)

h = 스트립 두께 (mm)h = strip thickness (mm)

L = n번째 스탠드와 (n+1)번째 스탠드간 거리(mm)L = distance between the nth stand and (n + 1) th stand in mm

H = 패스라인(PASS LINE)에서 루퍼롤의 최정상부 높이(mm)H = top height of the looper roll in the pass line (mm)

WS = 스탠드간 스트립중량(kg)WS = strip weight between stands (kg)

WR = 루퍼롤의 자중(kg)WR = weight of looper roll in kg

g = 중력가속도 (9.8m/s2)g = gravitational acceleration (9.8m / s 2 )

v = 압연롤 속도 (mm/s)v = rolling roll speed (mm / s)

α= 로드셀의 취부 각도 (Deg, Rad)α = mounting angle of load cell (Deg, Rad)

L1 = 루퍼의 암(ARM) 길이 (mm)L1 = arm length of looper (mm)

루퍼모터에 설치된 루퍼각도검출기(27)에서 루퍼각도의 피드백값를 구하고 이렇게 검출된 루퍼각도와 수식모델부(21)에서 계산되어 설정된 루퍼각도 설정값과의 편차값은 각도제어부(34)를 통해 비례적분제어를 이용하여 루퍼의 조정각도값으로 된다. 연속 압연기의 스탠드간에 걸리는 장력과 루퍼토크사이에 상호간섭이 발생되는데 이것은 전치보상부(35)에서 크로스제어(CROSS CONTROL)를 거쳐 상쇄시킨다.The looper angle detector 27 installed in the looper motor obtains a feedback value of the looper angle, and the deviation value between the detected looper angle and the looper angle set value calculated and calculated by the mathematical model unit 21 is proportional through the angle controller 34. Integral control is used to obtain the loop angle adjustment angle. Interference occurs between the tension between the stand of the continuous rolling mill and the looper torque, which is offset by the cross control in the predistortion unit 35.

이때 상호간섭을 상쇄시키기 위하여 전치보상부(35)의 파라메터(PARAMETER)인 C11(7), C12(8), C21(9), C22(10)의 값은 제어대상인 플랜트 즉 여기서는 루퍼가 설치되어 있는 연속압연기의 현상을 모델링하여 함수로 표현하여 이를 간략화하면 다음과 같은 행렬식으로 구현된다.At this time, the values of parameters C11 (7), C12 (8), C21 (9), and C22 (10), which are the parameters of the predistortion unit 35, are to be controlled to control the mutual interference. The phenomena of continuous rolling mills are modeled and expressed as a function, which is simplified as a determinant.

Figure 1019970071431_B1_M0006
Figure 1019970071431_B1_M0006

수학식 6을 풀어서 기술하면 다음의 수학식 7과 수학식 8과 같이 표현된다.When the equation 6 is solved and described, it is expressed as Equation 7 and Equation 8 below.

▵V=C11*▵σ+C21*▵θ▵V = C11 * ▵σ + C21 * ▵θ

▵T=C12*▵σ+C22*▵θ▵T = C12 * ▵σ + C22 * ▵θ

여기서 장력제어부(33)에서 출력값을 100% 이용하면서 즉 C11=1, 각도제어부(34)의 간섭항인 C21을 더하여 상쇄시키며 또한 각도제어부(34)에서 나온값을 100% 이용하면서 즉 C22=1, 장력제어부(33)의 간섭항 C12를 더하여 상쇄시킨다. 여기서 C21=Kvn(각도 루프정수), C12=Kgσ(장력 토르크정수)이고 제어안정성을 고려하여 값을 조금씩 가변할 수 있다.Here, the tension control unit 33 uses 100% of the output value, that is, C11 = 1, and adds C21, which is the interference term of the angle control unit 34, and cancels it, and also uses 100% of the value from the angle control unit 34, that is, C22 = 1. Then, the interference term C12 of the tension control unit 33 is added to cancel. Here, C21 = Kvn (angle loop constant), C12 = Kgσ (tension torque constant), and the value can be changed little by little in consideration of control stability.

이상에서와 같이 장력제어는 장력제어부(33)의 조정장력이 전치보상제어기(35)를 거쳐 압연롤의 속도제어 수정값으로 출력되고 루퍼각도제어는 각도제어부(34)의 조정각도가 전치보상기(35)를 거친값으로 루퍼제어의 전류레퍼런스로 출력되는 2입력, 2출력의 제어인자를 갖는 루퍼 피이드백 제어방법이다.As described above, in the tension control, the adjustment tension of the tension control unit 33 is output through the precompensation controller 35 as a speed control correction value of the rolling roll, and in the looper angle control, the adjustment angle of the angle control unit 34 is the precompensator ( This looper feedback control method has two input and two output control factors that are output in the current reference of looper control with the value passed through 35).

도 5는 본 발명의 실시예의 시뮬레이션 결과를 종래와 비교하여 도시한 것이다. 종래의 제어에서는 각도값으로 스탠드 속도를 제어하고 장력값으로 루퍼를 제어하는 방법에 의한 것이다. 본 발명에 따른 제어에서는 각도값을 루퍼구동부를 제어하고 장력으로 스탠드 속도를 제어하는 방법으로 제어인자를 바꾸었다. 그 결과 도 5에서와 같은 시뮬레이션의 챠트 데이터(CHART DATA)를 통하여 응답성이 빠르고 한층 안정된 제어결과를 볼 수 있다.Figure 5 shows the simulation results of the embodiment of the present invention in comparison with the prior art. In conventional control, the stand speed is controlled by the angle value and the looper is controlled by the tension value. In the control according to the present invention, the control factor was changed by a method of controlling the looper driving unit with the angle value and controlling the stand speed by tension. As a result, the response data can be seen more quickly and more stable through the CHART DATA of the simulation as shown in FIG. 5.

본 발명은 루퍼각도로 루퍼구동을 제어하고 장력으로 압연롤의 속도를 제어하며 루퍼각도와 장력간의 상호 간섭을 상쇄하는 전치보상기를 사용함으로써 제어의 응답성이 빠르고 안정된 제어결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.The present invention controls the looper driving at the looper angle, controls the speed of the rolling roll by the tension, and uses a predistorter which cancels the mutual interference between the looper angle and the tension, thereby achieving a fast and stable control result. have.

Claims (2)

연속된 압연롤을 구동하는 압연롤구동부와,A rolling roll driving unit for driving a continuous rolling roll; 상기 연속된 압연롤 사이에 구비된 루퍼의 각도를 조정하는 루퍼구동부와,A looper driving part for adjusting an angle of a looper provided between the continuous rolling rolls; 피압연재의 실측판두께와 판폭의 데이터를 압연공정의 수학적 모델에 적용하여 목표판두께, 목표판폭, 루퍼각도설정값 및 장력설정정값을 산출하는 수식모델부와,A mathematical model unit for calculating target plate thickness, target plate width, looper angle setting value and tension setting value by applying the data of actual plate thickness and plate width of the rolled material to the mathematical model of rolling process; 상기 수식모델부의 지시에 따라 자동 두께 제어(AGC:Auto Gauge Control)의 압하보상을 위한 압연롤의 기준속도을 출력하는 속도제어부를 구비하는 연속압연기의 장력제어장치에 있어서,In the tension control device of the continuous rolling mill having a speed control unit for outputting the reference speed of the rolling roll for the compensatory reduction of the automatic thickness control (AGC: Auto Gauge Control) according to the instructions of the formula model unit, 상기 루퍼에 걸리는 피압연재의 하중을 검출하는 하중검출부와,A load detection unit for detecting a load of the rolled material applied to the looper; 상기 수식모델부의 목표판두께, 목표판폭에 따라 상기 하중검출부로부터 검출된 루퍼의 하중치를 장력으로 환산하는 장력계산부와,A tension calculator for converting the load value of the looper detected from the load detector into a tension according to the target plate thickness and the target plate width of the mathematical model unit; 상기 수식모델부의 장력설정값에 상기 장력계산부로부터 출력되는 실제 장력값의 편차로부터 비례적분제어를 통하여 조정장력을 구하는 장력제어부와,A tension control unit for obtaining adjustment tension through proportional integral control from the deviation of the actual tension value output from the tension calculator to the tension setting value of the mathematical model unit; 상기 루퍼의 각도를 검출하는 루퍼각도검출부와,A looper angle detector for detecting an angle of the looper; 상기 루퍼각도검출부로부터 검출된 실제 루퍼각도와 상기 수식모델부의 루퍼각도설정값의 편차로부터 비례적분제어를 통하여 루퍼의 조정각도를 구하는 각도제어부와,An angle control unit for obtaining an adjustment angle of the looper through proportional integral control from the deviation between the actual looper angle detected from the looper angle detector and the looper angle set value of the mathematical model unit; 상기 장력제어부와 각도제어부로부터 각각 출력되는 조정장력과 루퍼의 조정각도에 상호간섭에 따른 보상치를 상호 더하여 압연롤의 속도보정량과 루퍼의 토크보정량을 출력하는 전치보상부와,A precompensation part for outputting the speed compensation amount of the rolling roll and the torque compensation amount of the looper by mutually adding a compensation value according to mutual interference to the adjustment tension output from the tension control part and the angle control part and the adjustment angle of the looper; 상기 전치보상부로부터 출력된 루퍼의 토크보정량에 기본토크치를 합산하여 된 값을 전류로 환산하여 상기 루퍼구동부로 출력하는 전류변환부와,A current converting unit converting the value obtained by adding the basic torque value to the torque correction amount of the looper output from the predistorter compensating unit into a current and outputting the current to the looper driving unit; 상기 전치보상부로부터 출력된 압연롤의 속도보정량과 상기 속도제어부의 기준속도를 가산하여 상기 압연롤구동부로 출력하는 가산부를 구비함을 특징으로 하는 열연 연속압연기의 장력제어장치.And an adder configured to add the speed compensation amount of the rolled roll output from the predistorter and the reference speed of the speed control part to output the rolled roll drive part. 제1항에 있어서 상기 전치보상부는,The method of claim 1, wherein the predistortion unit, 루퍼가 설치되어 있는 연속압연기의 현상을 모델링하여 함수로 표현한 파라메터(PARAMETER)인 C11, C12, C21, C22로 구성되는It is composed of C11, C12, C21 and C22, which are parameters expressed as a function by modeling the phenomenon of continuous rolling mill with looper
Figure 1019970071431_B1_M0007
Figure 1019970071431_B1_M0007
(여기서 ▵V,▵T 는 전치보상부의 출력으로서 각각 속도보정량과 토크보정량이며 ▵σ,▵θ 는 전치보상부의 입력으로서 각각 조정토크와 조정각도를 나타낸다)의 크로스제어기(CROSS CONTROLLER)인 것을 특징으로 하는 열연 연속압연기의 장력제어장치.(here ▵V, ▵T Are the outputs of the precompensator and the speed compensation and torque compensation respectively. ▵σ, ▵θ Is a cross controller of each of the adjustment torque and the adjustment angle as inputs of the precompensation unit.
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