WO2011033615A1 - 制御装置及び圧延機の制御装置 - Google Patents

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    • G05B2219/41131—Enter manually a compensation, correction for a better positioning

Definitions

  • the present invention relates to a control device that automatically controls a predetermined device, and can manually correct the operation of the device when necessary.
  • an automatic control signal is output so that the operation of the device is stabilized in a desired state, and the drive device is controlled.
  • some devices that perform such automatic control include a manual intervention device that is operated by a person so that the operation of the device can be manually adjusted.
  • a manual intervention device that is operated by a person so that the operation of the device can be manually adjusted.
  • the operator operates the manual intervention device to output a manual control signal and manually correct the operation of the device. ing.
  • the drive device that drives the device is always controlled (with a predetermined period) by an automatic control signal.
  • an automatic control signal since manual control is generally given priority, when a manual correction signal is output as a signal having the same polarity as the automatic control signal, the device operates so as to deviate from the target value. That is, there is a possibility that the apparatus cannot be stably controlled because of over correction.
  • automatic control when the operation of a device suddenly deviates from a target value, the response is often increased by increasing the control gain. In such a case, the automatic control signal and the manual correction signal overlap, and the control system tends to become unstable.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to suppress over-correction when manual intervention is performed on the operation control of the device, and to operate the device in a desired state. It is providing the control apparatus which can be controlled stably, and the control apparatus of a rolling mill.
  • the control device is based on a drive device that drives a predetermined device to cause the device to perform mechanical work, a calculation element that derives a target value related to the operation of the device, and a target value that is derived by the calculation element
  • An automatic control device that outputs an automatic control signal to the drive device so that the operation of the device is stabilized in a desired state, a manual intervention device that is operated when manually correcting the operation of the device, and a manual intervention device
  • a manual intervention controller Based on a manual intervention controller that outputs a manual correction signal to the drive device according to an operation performed on the drive, an automatic control signal output from the automatic control device, and a manual correction signal output from the manual intervention controller
  • a manual corrector that determines whether or not there is an overcorrection by manual operation, and outputs a manual correction signal output from the manual intervention controller to the drive device by multiplying a predetermined gain adjustment value by a predetermined gain adjustment value.
  • a control apparatus for a rolling mill includes a plurality of rolling stands and a looper provided between adjacent rolling stands, and controls the height of the looper and a rolling stand provided on the upstream side of the looper.
  • a control device for a rolling mill that performs tension control of the material to be rolled that passes through the upstream rolling stand by performing speed control on the roll drive motor of the roll drive motor, and includes a command value and a detection value for the tension of the material to be rolled.
  • a tension controller that outputs a tension control signal based on the deviation, a looper height controller that outputs a looper height control signal based on the deviation between the command value and the detected value for the predetermined looper height, and a roll
  • the speed of the roll drive motor based on the speed command signal for the drive motor, the tension control signal output from the tension controller, and the looper height control signal output from the looper height controller.
  • An automatic controller that outputs an automatic control signal for the roll drive motor, a manual intervention device that is operated when manually correcting the speed of the roll drive motor, and a manual intervention device so as to be stable in a desired state.
  • a speed corrector that outputs a speed correction signal for the roll drive motor, an automatic control signal that is output from the automatic controller, and a speed correction signal that is output from the speed corrector.
  • a manual correction amount adjuster that determines whether or not correction is performed, and multiplies the speed correction signal output from the speed corrector by a predetermined gain adjustment value and outputs the result to the roll drive motor.
  • a control device for a rolling mill includes a plurality of rolling stands and a looper provided between adjacent rolling stands, and is provided on the upstream side of the looper with height control for the looper. It is a control device for a rolling mill that controls the tension of the material to be rolled that passes through the upstream rolling stand by performing speed control on the roll drive motor of the rolling stand, and a load acting on the roll of the upstream rolling stand.
  • a tension detector that detects the tension of the material to be rolled, and a tension that outputs a tension control signal based on a deviation between a value detected by the tension detector and a predetermined tension command value.
  • a looper height detector that detects the height of the looper, and a looper that outputs a looper height control signal based on a deviation between a value detected by the looper height detector and a predetermined looper height command value.
  • the speed of the roll drive motor is desired based on the height controller, the speed command signal for the roll drive motor, the tension control signal output from the tension controller, and the looper height control signal output from the looper height controller.
  • the automatic controller that outputs an automatic control signal to the roll drive motor, the manual intervention device that is operated when manually correcting the speed of the roll drive motor, and the manual intervention device Based on the speed corrector that outputs a speed correction signal for the roll drive motor, the automatic control signal output from the automatic controller, and the speed correction signal output from the speed corrector.
  • a manual correction amount adjuster that determines whether or not there is an overcorrection by manual operation, and multiplies the speed correction signal output from the speed corrector by a predetermined gain adjustment value and outputs it to the roll drive motor. .
  • the present invention it is possible to suppress over-correction when manual intervention is performed on the operation control of the device, and to stably control the operation of the device in a desired state.
  • Embodiment 1 of this invention It is a block diagram which shows the control apparatus in Embodiment 1 of this invention. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 1 is a block diagram showing a control device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a device that performs a predetermined mechanical work.
  • This device 1 is driven by a driving device 2.
  • 3 is a mechanical element that converts the driving force of the driving device 2 into the predetermined mechanical work in order to cause the device 1 to perform a predetermined operation
  • 4 is a predetermined physical quantity (for example, speed) related to the device 1.
  • the detector 5 is a calculation element that derives a predetermined target value related to the operation of the device 1 by calculation according to the situation or the like.
  • the detector 4 only needs to be able to detect the physical quantity directly or indirectly, and the detection target may be the drive device 2, the mechanical element 3, or another element in addition to the device 1.
  • the automatic control device 6 is an automatic control device for performing automatic control on the drive device 2.
  • the automatic control device 6 sends an automatic control signal to the drive device 2 so that the operation of the device 1 is stabilized in a desired state based on the target value derived by the calculation element 5 and the detection value by the detector 4. Is output.
  • the automatic control device 6 controls the driving device 2 so that the operation of the device 1 follows the target value by calculating a deviation between the target value and the detected value.
  • the driving device 2 responds according to the input automatic control signal and causes the device 1 to perform mechanical work.
  • the control device is a manual intervention device operated when the operation of the device 1 is manually corrected.
  • the control device has a function capable of manually adjusting the operation of the device 1. For example, when the operation of the device 1 suddenly deviates from the target value due to disturbance or the like, the operation of the device 1 is manually corrected by operating the manual intervention device 7 when the operator recognizes the phenomenon.
  • the manual intervention controller 8 is a manual intervention controller that converts a manual operation performed by an operator or the like into a control signal for the driving device 2. That is, the manual intervention controller 8 outputs a manual correction signal for the drive device 2 in accordance with an operation performed on the manual intervention device 7.
  • the manual corrector 9 is a manual corrector that adjusts the gain of the manual correction signal and outputs the adjustment signal to the drive unit 2.
  • the manual corrector 9 determines whether or not the manual correction by the manual intervention device 7 can be overcorrected, and determines a gain adjustment value to be multiplied by the manual correction signal based on the determination result, and multiplies the function. And a function of outputting a signal to the driving device 2.
  • the above functions are realized by a gain controller 10 provided in the manual corrector 9.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the manual corrector shown in FIG.
  • the gain controller 10 When a manual correction signal is input from the manual intervention controller 8, the gain controller 10 performs overcorrection due to manual intervention based on the manual correction signal and the automatic control signal output from the automatic control device 6 at that time. Determine the possibility.
  • the gain controller 10 determines a gain adjustment value based on the determination result, and outputs the gain adjustment value to the drive device 2 by multiplying the gain adjustment value by the manual correction signal input from the manual intervention controller 8.
  • the determination of the presence or absence of overcorrection is performed by, for example, whether or not the automatic control signal and the manual correction signal have the same polarity, that is, the control direction of the driving device 2 by the automatic control signal and the control of the driving device 2 by the manual correction signal. This is done depending on whether the direction is the same.
  • the gain controller 10 acquires the automatic control signal at that time from the automatic control device 6, outputs the output direction ⁇ of the manual correction signal ⁇ Vman, and the automatic control signal. It is determined whether or not the output direction ⁇ of ⁇ V_cnt has the same polarity.
  • the gain controller 10 derives ⁇ and ⁇ by the above formula, and compares whether ⁇ and ⁇ have the same polarity. Then, the gain controller 10 determines that overcorrection may occur when the polarities of ⁇ and ⁇ are the same, and performs gain adjustment so that the manual intervention correction amount is suppressed.
  • the manual correction signal is multiplied by a predetermined value less than 1 (for example, 0.8) and output to the drive device 2.
  • a predetermined value for example, 0.8
  • the gain controller 10 outputs the manual correction signal output from the manual intervention controller 8 to the drive device 2 as it is, so that a manual operation by an operator or the like is performed. The operation is reflected in the operation of the device 1 as it is.
  • the manual correction signal output from the manual intervention controller 8 may be input to the drive device 2 as it is without going through gain adjustment by the gain controller 10. Further, as shown in FIG. 3, the gain adjuster 10 always performs gain adjustment on the manual correction signal output from the manual intervention controller 8 regardless of the polarities of ⁇ and ⁇ , and obtains the difference between ⁇ and ⁇ .
  • a predetermined value for example, 1
  • the gain adjustment value when the polarities are the same may be multiplied and output to the driving device 2.
  • a signal obtained by adding an automatic control signal from the automatic control device 6 and a manual correction signal (a signal after gain adjustment) from the manual corrector 9 is added to the drive device 2 as a total control amount.
  • the output is shown.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a rolling mill control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 11 and 12 are rolling rolls (hereinafter also simply referred to as “rolls”) for rolling the material to be rolled 13, 14 is a looper for controlling the tension of the material 13 between the rolls 11 and 12, 15 Is a roll drive motor that rotationally drives the roll 11, and 16 is a looper drive motor that drives the looper 14.
  • An arrow A indicates the moving direction of the material to be rolled 13. That is, the roll drive motor 15 drives the roll 11 of the rolling stand provided on the upstream side of the looper 14.
  • the control device shown in FIG. 4 performs the height control with respect to the looper 14 and the speed control with respect to the roll drive motor 15, thereby passing the roll 11, that is, passing through the rolling stand on the upstream side of the looper 14.
  • Tension control is performed.
  • a continuous rolling mill a plurality of rolling stands are installed, and a looper is provided between adjacent rolling stands. And the same control is performed with respect to a looper and the rolling stand of the upstream.
  • FIG. 4 corresponds to a continuous rolling mill having only two adjacent rolling stands.
  • 17 is a load detector, which detects the load acting on the roll 11.
  • a torque detector 18 detects the torque of the roll drive motor 15.
  • Reference numeral 19 denotes an acceleration detector that detects the acceleration of the roll drive motor 15.
  • Each detector shown in 17 to 19 may be configured by any means as long as it has the above functions.
  • the tension controller 21 outputs a tension control signal.
  • the tension controller 21 calculates, for example, a deviation between a tension command value for the material 13 to be rolled obtained by a predetermined calculation and the detected tension value by the tension detector 20 as a feedback signal. Outputs tension control signal.
  • 22 is a looper height detector that detects the height of the looper 14
  • 23 is a looper height controller that outputs a looper height control signal.
  • the looper height controller 23 calculates a deviation between a height command value for the looper 14 obtained by a predetermined calculation or the like and a detected value of the looper height by the looper height detector 22 to return the looper.
  • a looper height control signal is output as a signal.
  • the speed control device 24 is a speed control device for controlling the speed of the roll drive motor 15.
  • the speed control device 24 includes an automatic controller 25 having an automatic control function and a manual correction amount adjuster 26 having a correction function at the time of manual intervention.
  • the automatic controller 25 controls the roll drive motor 15 so that the speed of the roll drive motor 15 is stabilized in a desired state based on the target value for the speed of the roll drive motor 15 and the detection values by various detectors. Output an automatic control signal.
  • the automatic controller 25 adds the tension control signal from the tension controller 21 and the loop height control from the looper height controller 23 to the speed command signal calculated as the target value by the predetermined calculator 27.
  • the automatic control signal is obtained by adding the signal.
  • the roll drive motor 15 drives the roll 11 in response to the input automatic control signal, and maintains the tension of the material 13 to be rolled in an appropriate state.
  • Numeral 28 is a manual intervention device operated when manually correcting the rolling speed of the roll 11, that is, the speed of the roll drive motor 15.
  • the manual intervention device 28 is operated by, for example, an operator who visually monitors the operation state of the rolling mill.
  • a speed corrector 29 converts a manual operation performed by an operator or the like into a control signal for the roll drive motor 15. That is, the speed corrector 29 outputs a speed correction signal for the roll drive motor 15 in accordance with the operation performed on the manual intervention device 28.
  • the manual correction amount adjuster 26 in the speed control device 24 has a function of performing gain adjustment on the speed correction signal and outputting the adjustment signal to the roll drive motor 15. Specifically, the manual correction amount adjuster 26 determines a function for determining whether or not the manual correction by the manual intervention device 28 can be overcorrected, and determines a gain adjustment value to be multiplied by the speed correction signal based on the determination result. And the function of outputting the multiplied signal to the roll drive motor 15.
  • specific functions of the manual correction amount adjuster 26 will be described with reference to FIGS.
  • the manual correction amount adjuster 26 When the speed correction signal is input from the speed corrector 29, the manual correction amount adjuster 26 performs overcorrection by manual intervention based on the speed correction signal and the automatic control signal output from the automatic controller 25 at that time. Determine the possibility.
  • the manual correction amount adjuster 26 determines a gain adjustment value based on the determination result, and outputs the gain adjustment value to the roll drive motor 15 by multiplying the speed correction signal input from the speed corrector 29. .
  • the automatic correction signal and the speed correction signal have the same polarity, that is, whether the automatic control signal and the speed correction signal have the same control direction with respect to the roll drive motor 15 is determined. Depending on whether or not there is. For example, when the speed correction signal is input from the speed corrector 29, the manual correction amount adjuster 26 acquires the automatic control signal at that time from the automatic controller 25, and outputs the output direction ⁇ of the speed correction signal ⁇ Vman and the automatic control. It is determined whether or not the output direction ⁇ (corresponding to ⁇ above) of the signal ⁇ V_lp has the same polarity.
  • the manual correction amount adjuster 26 derives ⁇ and ⁇ according to the above formula, and compares whether ⁇ and ⁇ have the same polarity. Then, the manual correction amount adjuster 26 determines that overcorrection can occur when the polarities of ⁇ and ⁇ are the same, and performs gain adjustment so that the correction amount due to manual intervention is suppressed.
  • the speed correction signal is multiplied by a predetermined value less than 1 (for example, 0.8) and output to the roll drive motor 15. ⁇ > 0 and ⁇ > 0 (9) ⁇ ⁇ 0 and ⁇ ⁇ 0 (10)
  • the speed correction signal output from the speed corrector 29 may be directly input to the roll drive motor 15 without the gain adjustment by the manual correction amount adjuster 26.
  • the manual correction amount adjuster 26 always performs gain adjustment on the speed correction signal output from the speed corrector 29 regardless of the polarities of ⁇ and ⁇ , and ⁇ and ⁇ May be output to the roll drive motor 15 by multiplying a predetermined value (for example, 1) larger than the gain adjustment value when the polarities are the same.
  • Embodiment 1 of the present invention even when manual intervention is performed on the operation control of the device 1, overcorrection due to manual intervention is suppressed, and the operation of the device 1 is stabilized in a desired state. Will be able to control.
  • the control device is a device that automatically controls the operation of the device, and can be applied to a device that can manually adjust the operation of the device.

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Abstract

　機器の動作制御に対して手動介入された際の過補正を抑制し、機器の動作を所望の状態で安定して制御することができる制御装置を提供する。　本制御装置は、所定の機器を駆動して、この機器に機械的仕事を行わせる駆動装置と、機器の動作に関する目標値を導き出す計算要素と、上記目標値に基づいて、機器の動作が所望の状態で安定するように、駆動装置に対する自動制御信号を出力する自動制御装置とを備える。また、本制御装置は、手動介入器に対して行われた操作に応じて、駆動装置に対する手動修正信号を出力する手動介入制御器とを更に備える。そして、上記自動制御信号と手動修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、手動介入制御器から出力された手動修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて駆動装置に出力する。

Description

制御装置及び圧延機の制御装置
　この発明は、所定の機器に対して自動制御を行う制御装置であって、要時に、上記機器の動作を手動修正できるものに関する。
　所定の機器に対する自動制御では、例えば、目標値（指令値）及び検出値に基づいて、上記機器の動作が所望の状態で安定するように自動制御信号を出力し、駆動装置を制御している。
　また、このような自動制御を行う装置には、人が操作する手動介入器を備えることにより、上記機器の動作を手動によって調整できるようにしたものもある。かかる制御装置では、例えば、外乱等によって機器の動作が急激に目標値から外れてしまった場合に、オペレーターが手動介入器を操作することによって手動制御信号を出力し、機器の動作を手動修正している。
　なお、このような機能を備えた制御装置の従来技術として、圧延スタンドのロールの速度制御を行う制御装置において、ロールの速度を手動調整できるように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
日本特開平９－５２１０７号公報
　自動制御を行う装置では、機器を駆動する駆動装置が、常時（所定の周期で）自動制御信号によって制御されている。そして、手動介入器を備えた制御装置では、一般に、手動制御が優先されるため、手動修正信号が自動制御信号と同じ極性の信号として出力されると、機器が目標値から外れるように動作する、即ち過（ＯＶＥＲ）補正となり、機器を安定して制御できなくなる恐れがあった。特に、自動制御においては、機器の動作が急激に目標値から外れると、制御ゲインを高くして応答を速くしていることが多い。かかる場合は、自動制御信号と手動修正信号とが重複し、制御系が不安定になり易かった。
　このような問題は、特許文献１に記載された圧延機の制御装置においても、同様に発生し得る。なお、圧延機の制御において手動介入による過補正が発生すると、圧延スタンド間に被圧延材の過大ループや過張力が発生して適切な通板が困難になり、操業の停止を余儀なくされることもあった。また、操業の停止に至らなくても、被圧延材の板厚や板幅が不均一になったり、被圧延材の表面に傷が付いたりする等、製品品質が著しく低下する恐れがあった。
　この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、機器の動作制御に対して手動介入された際の過補正を抑制し、機器の動作を所望の状態で安定して制御することができる制御装置、及び圧延機の制御装置を提供することである。
　この発明に係る制御装置は、所定の機器を駆動して、機器に機械的仕事を行わせる駆動装置と、機器の動作に関する目標値を導き出す計算要素と、計算要素によって導き出された目標値に基づいて、機器の動作が所望の状態で安定するように、駆動装置に対する自動制御信号を出力する自動制御装置と、機器の動作を手動修正する際に操作される手動介入器と、手動介入器に対して行われた操作に応じ、駆動装置に対する手動修正信号を出力する手動介入制御器と、自動制御装置から出力された自動制御信号と手動介入制御器から出力された手動修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、手動介入制御器から出力された手動修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて駆動装置に出力する手動修正器と、を備えたものである。
　この発明に係る圧延機の制御装置は、複数台の圧延スタンドと、隣接する圧延スタンド間に設けられたルーパと、を備え、ルーパに対する高さ制御と、ルーパの上流側に設けられた圧延スタンドのロール駆動電動機に対する速度制御とを行うことにより、上流側圧延スタンドを通過する被圧延材の張力制御を行う圧延機の制御装置であって、被圧延材の張力に対する指令値と検出値との偏差に基づいて、張力制御信号を出力する張力制御器と、所定ルーパの高さに対する指令値と検出値との偏差に基づいて、ルーパ高さ制御信号を出力するルーパ高さ制御器と、ロール駆動電動機に対する速度指令信号及び張力制御器から出力された張力制御信号、ルーパ高さ制御器から出力されたルーパ高さ制御信号に基づいて、ロール駆動電動機の速度が所望の状態で安定するように、ロール駆動電動機に対する自動制御信号を出力する自動制御器と、ロール駆動電動機の速度を手動修正する際に操作される手動介入器と、手動介入器に対して行われた操作に応じ、ロール駆動電動機に対する速度修正信号を出力する速度修正器と、自動制御器から出力された自動制御信号と速度修正器から出力された速度修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、速度修正器から出力された速度修正信号に所定のゲイン調整値を掛けてロール駆動電動機に出力する手動修正量調整器と、を備えたものである。
　また、この発明に係る圧延機の制御装置は、複数台の圧延スタンドと、隣接する圧延スタンド間に設けられたルーパと、を備え、ルーパに対する高さ制御と、ルーパの上流側に設けられた圧延スタンドのロール駆動電動機に対する速度制御とを行うことにより、上流側圧延スタンドを通過する被圧延材の張力制御を行う圧延機の制御装置であって、上流側圧延スタンドのロールに作用する荷重を検出する荷重検出器と、ロール駆動電動機のトルクを検出するトルク検出器と、ロール駆動電動機の加速度を検出する加速度検出器と、荷重検出器及びトルク検出器、加速度検出器の各検出結果に基づいて、被圧延材の張力を検出する張力検出器と、張力検出器による検出値と所定の張力指令値との偏差に基づいて、張力制御信号を出力する張力制御器と、ルーパの高さを検出するルーパ高さ検出器と、ルーパ高さ検出器による検出値と所定のルーパ高さ指令値との偏差に基づいて、ルーパ高さ制御信号を出力するルーパ高さ制御器と、ロール駆動電動機に対する速度指令信号及び張力制御器から出力された張力制御信号、ルーパ高さ制御器から出力されたルーパ高さ制御信号に基づいて、ロール駆動電動機の速度が所望の状態で安定するように、ロール駆動電動機に対する自動制御信号を出力する自動制御器と、ロール駆動電動機の速度を手動修正する際に操作される手動介入器と、手動介入器に対して行われた操作に応じ、ロール駆動電動機に対する速度修正信号を出力する速度修正器と、自動制御器から出力された自動制御信号と速度修正器から出力された速度修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、速度修正器から出力された速度修正信号に所定のゲイン調整値を掛けてロール駆動電動機に出力する手動修正量調整器と、を備えたものである。
　この発明によれば、機器の動作制御に対して手動介入された際の過補正を抑制し、機器の動作を所望の状態で安定して制御することができるようになる。
この発明の実施の形態１における制御装置を示す構成図である。 図１に示す手動修正器の動作を説明するための図である。 図１に示す手動修正器の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における圧延機の制御装置を示す構成図である。
　この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、そ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はこの発明の実施の形態１における制御装置を示す構成図である。
　図１において、１は所定の機械的仕事を行う機器である。この機器１は駆動装置２によって駆動される。３は機器１に所定の動作を行わせるために、駆動装置２の駆動力を上記所定の機械的仕事に変換する機械要素、４は機器１に関する所定の物理量（例えば、速度等）を検出する検出器、５は機器１の動作に関する所定の目標値を、状況等に応じて演算によって導き出す計算要素である。なお、検出器４は、上記物理量を直接的或いは間接的に検出できれば良く、その検出対象は機器１の他、駆動装置２、機械要素３或いは他の要素であっても構わない。
　６は駆動装置２に対する自動制御を行うための自動制御装置である。この自動制御装置６は、計算要素５によって導き出された目標値と検出器４による検出値とに基づき、機器１の動作が所望の状態で安定するように、駆動装置２に対して自動制御信号を出力する。例えば、自動制御装置６は、上記目標値と検出値との偏差を算出することにより、機器１の動作が上記目標値に追従するように駆動装置２を制御する。なお、自動制御が行われている間、駆動装置２は、入力される自動制御信号通りに応答し、機器１に機械的仕事を行わせる。
　７は機器１の動作を手動修正する際に操作される手動介入器である。即ち、本実施の形態における制御装置は、機器１の動作を手動によって調整できる機能を有している。例えば、外乱等によって機器１の動作が急激に目標値から外れてしまった場合は、オペレーター等がその現象を認識した時点で手動介入器７を操作し、機器１の動作を手動修正する。
　８はオペレーター等によって行われた手動操作を駆動装置２に対する制御信号に変換する手動介入制御器である。即ち、手動介入制御器８は、手動介入器７に対して行われた操作に応じ、駆動装置２に対する手動修正信号を出力する。
　９は手動修正信号のゲイン調整を行い、その調整信号を駆動装置２に出力する手動修正器である。この手動修正器９は、手動介入器７による手動修正が過補正となり得るか否かを判定する機能と、その判定結果に基づいて手動修正信号に乗算するゲイン調整値を決定し、その乗算した信号を駆動装置２に出力する機能とを有している。なお、上記各機能は、手動修正器９に備えられたゲイン制御器１０により実現される。
　以下に、図２及び図３も参照して、上記手動修正器９（ゲイン制御器１０）の具体的な構成及び機能について説明する。なお、図２及び図３は図１に示す手動修正器の動作を説明するための図である。
　ゲイン制御器１０は、手動介入制御器８から手動修正信号が入力されると、その手動修正信号とその時に自動制御装置６から出力された自動制御信号とに基づいて、手動介入による過補正の可能性の有無を判断する。そして、ゲイン制御器１０は、その判断結果に基づいてゲイン調整値を決定し、そのゲイン調整値を、手動介入制御器８から入力された手動修正信号に掛けて駆動装置２に出力する。
　上記過補正の有無の判断は、例えば、自動制御信号と手動修正信号とが同じ極性を有するか否か、即ち、自動制御信号による駆動装置２の制御方向と手動修正信号による駆動装置２の制御方向とが同じであるか否かによって行う。例えば、ゲイン制御器１０は、手動介入制御器８から手動修正信号が入力されると、自動制御装置６からその時の自動制御信号を取得し、手動修正信号ΔＶｍａｎの出力方向Δαと、自動制御信号ΔＶ＿ｃｎｔの出力方向Δβとが同じ極性であるか否かを判定する。
　ここで、
　AVEman={ΣΔVman[n-(m-1)]}/4　　[m=1-4]　‥(1)
とすると、上記出力方向Δαは次式によって表される。
　Δα=[(ΔVman(n)-AVE)*1.5+(ΔVman(n-1)-AVE)*0.5+
　　　　(ΔVman(n-2)-AVE)*(-1.5)+(ΔVman(n-3)-AVE)*(-0.5)]/5　‥(2)
　また、
　AVE_cnt={ΣΔV_cnt[n-(m-1)]}/4　　[m=1-4]　‥(3)
とすると、上記出力方向Δβは次式によって表される。
　Δβ=[(ΔV_cnt(n)-AVE)*1.5+(ΔV_cnt(n-1)-AVE)*0.5+
　　　　(ΔV_cnt(n-2)-AVE)*(-1.5)+ (ΔV_cnt(n-3)-AVE)*(-0.5)]/5　‥(4)
　そこで、ゲイン制御器１０は、上式によってΔα及びΔβを導き出し、ΔαとΔβの極性が同じであるか比較する。そして、ゲイン制御器１０は、ΔαとΔβとの極性が同じである場合は過補正が生じ得ると判断し、手介入補正量が抑制されるように、ゲイン調整を行う。
　即ち、下記式（５）或いは式（６）が成立する場合は、手動修正信号に１未満の所定値（例えば、０．８）を掛けて駆動装置２に対して出力する。
　Δα＞０　且つ　Δβ＞０　‥(5)
　Δα＜０　且つ　Δβ＜０　‥(6)
　一方、ΔαとΔβとの極性が異なる場合は、自動制御信号による制御方向と手動修正信号による制御方向とが異なるため、過補正が生じる恐れはないと判断できる。即ち、上記式（５）及び式（６）の何れも成立しない場合、ゲイン制御器１０は、手動介入制御器８から出力された手動修正信号をそのまま駆動装置２に出力し、オペレーター等の手動操作をそのまま機器１の動作に反映させる。
　なお、ΔαとΔβとの極性が異なる場合は、手動介入制御器８から出力された手動修正信号を、ゲイン制御器１０によるゲイン調整を介さずに駆動装置２にそのまま入力しても良い。また、ゲイン調整器１０は、図３に示すようにΔαとΔβとの極性に関わらず、手動介入制御器８から出力された手動修正信号に対して常時ゲイン調整を行い、ΔαとΔβとの極性が異なる場合は、極性が同じ場合のゲイン調整値よりも大きな所定値（例えば、１）を掛けて駆動装置２に出力しても良い。
　なお、図３は、一例として、自動制御装置６からの自動制御信号と手動修正器９からの手動修正信号（ゲイン調整後の信号）とを加算した信号を、全制御量として駆動装置２に対して出力する場合を示している。
　次に、図４も参照して、上記構成の制御装置を圧延機の制御システムに適用した例について具体的に説明する。図４はこの発明の実施の形態１における圧延機の制御装置を示す構成図である。
　図４において、１１及び１２は被圧延材１３を圧延する圧延ロール（以下、単に「ロール」ともいう）、１４はロール１１及び１２間の被圧延材１３の張力を制御するためのルーパ、１５はロール１１を回転駆動するロール駆動電動機、１６はルーパ１４を駆動するルーパ駆動電動機である。なお、矢印Ａは被圧延材１３の移動方向を示している。即ち、ロール駆動電動機１５は、ルーパ１４の上流側に設けられた圧延スタンドのロール１１を駆動する。
　図４に示す制御装置は、ルーパ１４に対する高さ制御とロール駆動電動機１５に対する速度制御とを行うことにより、ロール１１を通過、即ちルーパ１４の上流側の圧延スタンドを通過する被圧延材１３の張力制御を行うものである。
　なお、連続圧延機においては、複数台の圧延スタンドが設置され、隣接する各圧延スタンド間にルーパが備えられている。そして、ルーパとその上流側の圧延スタンドとに対して同様の制御が行われる。図４は、このような連続圧延機のうち、隣接する２台の圧延スタンドのみを示したものに相当する。
　１７は荷重検出器であり、ロール１１に作用する荷重を検出する。１８はトルク検出器であり、ロール駆動電動機１５のトルクを検出する。１９は加速度検出器であり、ロール駆動電動機１５の加速度を検出する。なお、１７乃至１９に示す各検出器は、上記各機能を有していれば如何なる手段から構成されていても構わない。
　２０は張力検出器であり、１７乃至１９に示す各検出器の検出結果から、被圧延材１３の張力を検出する機能を有している。具体的に、張力検出器２０は、荷重検出器１７によって検出された荷重、トルク検出器１８によって検出されたトルク、加速度検出器１９によって検出された加速度の各実績値に基づいて、ロール１１を通過する被圧延材１３の張力を検出する。２１は張力制御信号を出力する張力制御器である。この張力制御器２１は、例えば、所定の演算等によって求められた被圧延材１３に対する張力の指令値と、張力検出器２０による張力の検出値との偏差を演算することにより、帰還信号としての張力制御信号を出力する。
　また、２２はルーパ１４の高さを検出するルーパ高さ検出器、２３はルーパ高さ制御信号を出力するルーパ高さ制御器である。ルーパ高さ制御器２３は、例えば、所定の演算等によって求められたルーパ１４に対する高さ指令値と、ルーパ高さ検出器２２によるルーパ高さの検出値との偏差を演算することにより、帰還信号としてのルーパ高さ制御信号を出力する。
　２４はロール駆動電動機１５に対する速度制御を行う速度制御装置である。この速度制御装置２４には、自動制御機能を有する自動制御器２５と、手動介入時の修正機能を有する手動修正量調整器２６とが備えられている。自動制御器２５は、ロール駆動電動機１５の速度に対する目標値と、各種検出器による検出値とに基づいて、ロール駆動電動機１５の速度が所望の状態で安定するように、ロール駆動電動機１５に対して自動制御信号を出力する。具体的に、自動制御器２５は、所定の演算器２７によって上記目標値として演算された速度指令信号に、張力制御器２１からの張力制御信号とルーパ高さ制御器２３からのループ高さ制御信号とを加算することにより、上記自動制御信号を得る。なお、自動制御が行われている間、ロール駆動電動機１５は、入力される自動制御信号通りに応答してロール１１を駆動し、被圧延材１３の張力を適切な状態に維持する。
　また、２８はロール１１による圧延速度、即ちロール駆動電動機１５の速度を手動修正する際に操作される手動介入器である。この手動介入器２８は、例えば、圧延機の操業状態を目視にて監視しているオペレーター等によって操作される。２９はオペレーター等によって行われた手動操作をロール駆動電動機１５に対する制御信号に変換する速度修正器である。即ち、速度修正器２９は、手動介入器２８に対して行われた操作に応じ、ロール駆動電動機１５に対する速度修正信号を出力する。
　速度制御装置２４内の手動修正量調整器２６は、上記速度修正信号に対してゲイン調整を行い、その調整信号をロール駆動電動機１５に出力する機能を有している。具体的に、手動修正量調整器２６は、手動介入器２８による手動修正が過補正となり得るか否かを判定する機能と、その判定結果に基づいて速度修正信号に乗算するゲイン調整値を決定し、その乗算した信号をロール駆動電動機１５に出力する機能とを有している。以下に、手動修正量調整器２６が有する具体的な機能について、図２及び図３も参照して説明する。
　手動修正量調整器２６は、速度修正器２９から速度修正信号が入力されると、その速度修正信号とその時自動制御器２５から出力された自動制御信号とに基づいて、手動介入による過補正の可能性の有無を判断する。そして、手動修正量調整器２６は、その判断結果に基づいてゲイン調整値を決定し、そのゲイン調整値を、速度修正器２９から入力された速度修正信号に掛けてロール駆動電動機１５に出力する。
　上記過補正の有無の判断は、例えば、自動制御信号と速度修正信号とが同じ極性を有するか否か、即ち、自動制御信号と速度修正信号とについて、ロール駆動電動機１５に対する制御方向が同じであるか否かによって行う。例えば、手動修正量調整器２６は、速度修正器２９から速度修正信号が入力されると、自動制御機２５からその時の自動制御信号を取得し、速度修正信号ΔＶｍａｎの出力方向Δαと、自動制御信号ΔＶ＿ｌｐの出力方向Δγ（上記Δβに相当）とが同じ極性であるか否かを判定する。
　なお、速度修正信号ΔＶｍａｎの出力方向Δαは、上記式（１）及び式（２）によって表される。
　また、
　AVE_lp={ΣΔV_lp[n-(m-1)]}/4　　[m=1-4] 　‥(7)
とすると、上記出力方向Δγは次式によって表される。
　Δγ=[(ΔV_lp(n)-AVE)*1.5+(ΔV_lp(n-1)-AVE)*0.5+
　　　　(ΔV_lp(n-2)-AVE)*(-1.5)+ (ΔV_lp(n-3)-AVE)*(-0.5)]/5　‥(8)
　そこで、手動修正量調整器２６は、上式によってΔα及びΔγを導き出し、ΔαとΔγの極性が同じであるか比較する。そして、手動修正量調整器２６は、ΔαとΔγとの極性が同じである場合は過補正が生じ得ると判断し、手動介入による補正量が抑制されるように、ゲイン調整を行う。
　即ち、下記式（９）或いは式（１０）が成立する場合は、速度修正信号に１未満の所定値（例えば、０．８）を掛けてロール駆動電動機１５に対して出力する。
　Δα＞０　且つ　Δγ＞０　‥(9)
　Δα＜０　且つ　Δγ＜０　‥(10)
　一方、ΔαとΔγとの極性が異なる場合は、自動制御信号による制御方向と速度修正信号による制御方向とが異なるため、過補正が生じる恐れはないと判断できる。即ち、上記式（９）及び式（１０）の何れも成立しない場合、手動修正量調整器２６は、速度修正器２９から出力された速度修正信号をそのままロール駆動電動機１５に出力し、オペレーター等の手動操作をそのままロール１１の速度に反映させる。
　なお、ΔαとΔγとの極性が異なる場合は、速度修正器２９から出力された速度修正信号を、手動修正量調整器２６によるゲイン調整を介さずにロール駆動電動機１５にそのまま入力しても良い。また、手動修正量調整器２６は、図３に示すようにΔαとΔγとの極性に関わらず、速度修正器２９から出力された速度修正信号に対して常時ゲイン調整を行い、ΔαとΔγとの極性が異なる場合は、極性が同じ場合のゲイン調整値よりも大きな所定値（例えば、１）を掛けてロール駆動電動機１５に出力しても良い。
　この発明の実施の形態１によれば、機器１の動作制御に対して手動介入された場合であっても、手動介入による過補正を抑制し、機器１の動作を所望の状態で安定して制御することができるようになる。
　また、圧延機の制御装置に適用した場合には、ロール駆動電動機１５の速度制御に対してオペレーターの手動介入が行われた場合であっても、この手動介入による過補正を防止でき、圧延スタンド間の速度アンバランスを回避することが可能である。即ち、圧延機において、被圧延材１３の通板性が向上し、製品品質を大幅に向上させることが可能となる。
　この発明に係る制御装置は、機器の動作に対して自動制御を行う装置であって、上記機器の動作を手動によって調整できるものに適用できる。
　１　機器
　２　駆動装置
　３　機械要素
　４　検出器
　５　計算要素
　６　自動制御装置
　７　手動介入器
　８　手動介入制御器
　９　手動修正器
　１０　ゲイン制御器
　１１、１２　圧延ロール
　１３　被圧延材
　１４　ルーパ
　１５　ロール駆動電動機
　１６　ルーパ駆動電動機
　１７　荷重検出器
　１８　トルク検出器
　１９　加速度検出器
　２０　張力検出器
　２１　張力制御器
　２２　ルーパ高さ検出器
　２３　ルーパ高さ制御器
　２４　速度制御装置
　２５　自動制御器
　２６　手動修正量調整器
　２７　演算器
　２８　手動介入器
　２９　速度修正器

Claims (9)

  1. 　所定の機器を駆動して、前記機器に機械的仕事を行わせる駆動装置と、
    　前記機器の動作に関する目標値を導き出す計算要素と、
    　前記計算要素によって導き出された目標値に基づいて、前記機器の動作が所望の状態で安定するように、前記駆動装置に対する自動制御信号を出力する自動制御装置と、
    　前記機器の動作を手動修正する際に操作される手動介入器と、
    　前記手動介入器に対して行われた操作に応じ、前記駆動装置に対する手動修正信号を出力する手動介入制御器と、
    　前記自動制御装置から出力された自動制御信号と前記手動介入制御器から出力された手動修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、前記手動介入制御器から出力された手動修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力する手動修正器と、
    を備えたことを特徴とする制御装置。
  2. 　前記手動修正器は、
    　前記自動制御装置から出力された自動制御信号及び前記手動介入制御器から出力された手動修正信号が同じ極性を有する場合は、手動修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力し、
    　前記各信号が異なる極性を有する場合は、手動修正信号に他の所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記各信号が同じ極性を有する場合のゲイン調整値は１未満の所定値であり、
    　前記各信号が異なる極性を有する場合のゲイン調整値は１である
    ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記手動修正器は、
    　前記自動制御装置から出力された自動制御信号及び前記手動介入制御器から出力された手動修正信号が同じ極性を有する場合は、手動修正信号に１未満の所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力し、
    　前記各信号が異なる極性を有する場合は、前記手動介入制御器から出力された手動修正信号をそのまま前記駆動装置に出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  5. 　複数台の圧延スタンドと、
    　隣接する前記圧延スタンド間に設けられたルーパと、
    を備え、
    　前記ルーパに対する高さ制御と、前記ルーパの上流側に設けられた前記圧延スタンドのロール駆動電動機に対する速度制御とを行うことにより、前記上流側圧延スタンドを通過する被圧延材の張力制御を行う圧延機の制御装置であって、
    　前記被圧延材の張力に対する指令値と検出値との偏差に基づいて、張力制御信号を出力する張力制御器と、
    　前記所定ルーパの高さに対する指令値と検出値との偏差に基づいて、ルーパ高さ制御信号を出力するルーパ高さ制御器と、
    　前記ロール駆動電動機に対する速度指令信号及び前記張力制御器から出力された張力制御信号、前記ルーパ高さ制御器から出力されたルーパ高さ制御信号に基づいて、前記ロール駆動電動機の速度が所望の状態で安定するように、前記ロール駆動電動機に対する自動制御信号を出力する自動制御器と、
    　前記ロール駆動電動機の速度を手動修正する際に操作される手動介入器と、
    　前記手動介入器に対して行われた操作に応じ、前記ロール駆動電動機に対する速度修正信号を出力する速度修正器と、
    　前記自動制御器から出力された自動制御信号と前記速度修正器から出力された速度修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、前記速度修正器から出力された速度修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて前記ロール駆動電動機に出力する手動修正量調整器と、
    を備えたことを特徴とする圧延機の制御装置。
  6. 　複数台の圧延スタンドと、
    　隣接する前記圧延スタンド間に設けられたルーパと、
    を備え、
    　前記ルーパに対する高さ制御と、前記ルーパの上流側に設けられた前記圧延スタンドのロール駆動電動機に対する速度制御とを行うことにより、前記上流側圧延スタンドを通過する被圧延材の張力制御を行う圧延機の制御装置であって、
    　前記上流側圧延スタンドのロールに作用する荷重を検出する荷重検出器と、
    　前記ロール駆動電動機のトルクを検出するトルク検出器と、
    　前記ロール駆動電動機の加速度を検出する加速度検出器と、
    　前記荷重検出器及び前記トルク検出器、前記加速度検出器の各検出結果に基づいて、前記被圧延材の張力を検出する張力検出器と、
    　前記張力検出器による検出値と所定の張力指令値との偏差に基づいて、張力制御信号を出力する張力制御器と、
    　前記ルーパの高さを検出するルーパ高さ検出器と、
    　前記ルーパ高さ検出器による検出値と所定のルーパ高さ指令値との偏差に基づいて、ルーパ高さ制御信号を出力するルーパ高さ制御器と、
    　前記ロール駆動電動機に対する速度指令信号及び前記張力制御器から出力された張力制御信号、前記ルーパ高さ制御器から出力されたルーパ高さ制御信号に基づいて、前記ロール駆動電動機の速度が所望の状態で安定するように、前記ロール駆動電動機に対する自動制御信号を出力する自動制御器と、
    　前記ロール駆動電動機の速度を手動修正する際に操作される手動介入器と、
    　前記手動介入器に対して行われた操作に応じ、前記ロール駆動電動機に対する速度修正信号を出力する速度修正器と、
    　前記自動制御器から出力された自動制御信号と前記速度修正器から出力された速度修正信号とに基づいて手動操作による過補正の有無を判断し、前記速度修正器から出力された速度修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて前記ロール駆動電動機に出力する手動修正量調整器と、
    を備えたことを特徴とする圧延機の制御装置。
  7. 　前記手動修正量調整器は、
    　前記自動制御器から出力された自動制御信号と前記速度修正器から出力された速度修正信号とについて、前記ロール駆動電動機に対する制御方向が同じ場合は、手動修正信号に所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力し、
    　前記各信号について、前記ロール駆動電動機に対する制御方向が異なる場合は、手動修正信号に他の所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力する
    ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の圧延機の制御装置。
  8. 　前記ロール駆動電動機に対する制御方向が同じ場合のゲイン調整値は１未満の所定値であり、
    　前記ロール駆動電動機に対する制御方向が異なる場合のゲイン調整値は１である
    ことを特徴とする請求項７に記載の圧延機の制御装置。
  9. 　前記手動修正量調整器は、
    　前記自動制御器から出力された自動制御信号と前記速度修正器から出力された速度修正信号とについて、前記ロール駆動電動機に対する制御方向が同じ場合は、手動修正信号に１未満の所定のゲイン調整値を掛けて前記駆動装置に出力し、
    　前記各信号について、前記ロール駆動電動機に対する制御方向が異なる場合は、前記手動介入制御器から出力された手動修正信号をそのまま前記駆動装置に出力する
    ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の圧延機の制御装置。
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