CN103384572A - 轧制控制装置、轧制控制方法以及轧制控制程序 - Google Patents

Abstract

不降低产品品质，在进行轧制操作的同时取得各种条件下的数据样本。轧制控制装置的特征在于，包括：辊隙控制部（111），通过反馈控制对多个轧制架（1）的辊隙进行控制，以使被多个轧制架（1）轧制的被轧制材料的板厚接近设定的板厚；调整计算部（105），设定线速度的变化；压下率改变规格计算部（108），根据线速度的时序变化设定用于控制多个轧制架（1）中最后级以外的辊隙的设定板厚的时序变化；摩擦系数计算部（102）以及变形阻力计算部（103），根据轧制中的轧制状态的实测值计算摩擦系数、变形阻力，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的线速度以及设定板厚执行的轧制。

Description

轧制控制装置、轧制控制方法以及轧制控制程序

技术领域

本发明涉及轧制控制装置、轧制控制方法以及轧制控制程序，特别是涉及在进行用于生产实际产品的轧制的同时的轧制控制参数的学习。

背景技术

在轧钢机中，通过使用上下作业辊间的间隔即辊隙与上述轧钢机前后设备的辊速对施加于被轧制材料的张力以及轧制负载进行控制，从而进行轧制操作。在轧制操作中，根据预先设定的模式操作轧钢机的控制操作量即辊隙与辊速，实施用于将轧钢机的控制状态量即被轧制材料的板厚和张力、轧制负载维持为设定值的反馈控制。

在生成用于对上述那样的辊隙以及辊速进行操作的模式时，使用被轧制材料的变形阻力以及被轧制材料与轧钢机的工作辊的摩擦系数进行计算。因此，为了生成不使轧制操作停止而改变目标板厚的轧制进行中的板厚改变、轧制速度的加速减速等的轧制结果精度较高的模式，需要高精度地求出上述变形阻力以及摩擦系数。

然而，该变形阻力以及摩擦系数是在工作辊、辊冷却剂的摩擦等操作状态、非轧制材料的材料状态下变化的动态的参数，若条件不同则需要重新求出。因此，根据在进行轧制操作的同时测定的值求出变形阻力以及摩擦系数，由此期望增加样本数。

以往，提出各种在轧制操作中求出适当的参数的方法（例如，参照专利文献1～专利文献3）。然而，上述文献所公开的方法是用于求出用于对参数进行修正的适当的参数的方法，其主旨与在进行轧制操作的同时取得各种条件下的数据样本的本申请发明不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平6-15318号公报

专利文献2:日本特开2007-245204号公报

专利文献3:日本特开2009-208115号公报

发明的概要

发明要解决的课题

摩擦系数μ能够在使用了轧制速度的算式模型下进行运算。通常摩擦系数在低速部其变动变得显著。为了确保相对于速度的样本数，期望采取大范围在速度区域的数据。另外，变形阻力k能够在使用了压下率、轧制速度的算式模型下进行运算。在计算变形阻力时，通过对压下率有目的地进行操作，能够增加变形阻力的数据样本数，提高变形阻力的运算精度。

然而，若在大约一个循环内改变多次压下率，或者使最终的压下率的改变量过大，则产生厚度不均，即，轧制后的板厚不满足产品品质的问题，因此在进行轧制操作的同时取得数据样本较困难。因此，需要在能够弥补板厚控制的范围内改变压下率，即板厚设定值，以免对产品产生影响。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于不降低产品品质，在进行轧制操作的同时取得各种条件下的数据样本。

用于解决课题的方法

本发明的一个方式是对通过多对辊轧制被轧制材料的串联式轧钢机进行控制的轧制控制装置，其特征在于，包括：辊隙控制部，以使通过所述多对辊轧制过的被轧制材料的板厚接近被指定的设定板厚的方式，通过反馈控制对所述多对辊的辊隙进行控制；输送速度设定部，对所述被轧制材料的输送速度的时序变化进行设定；设定板厚变化设定部，根据所述被设定的输送速度的时序变化，对用于控制所述多对辊中最后级的辊以外的辊的辊隙的设定板厚的时序变化进行设定；以及参数计算部，根据轧制中的轧制状态的实测值计算所述轧钢机的控制中的参数，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的所述输送速度以及所述设定板厚执行的轧制。

另外，本发明的其他实施方式是对通过多对辊轧制被轧制材料的串联式轧钢机进行控制的轧制控制方法，其特征在于，以使通过所述多对辊轧制过的被轧制材料的板厚接近被指定的设定板厚的方式，通过反馈控制对所述多对辊的辊隙进行控制，设定所述被轧制材料的输送速度的时序变化，根据所述被设定的输送速度的时序变化设定用于对所述多对辊中最后级的辊以外的辊的辊隙进行控制的设定板厚的时序变化，根据轧制中的轧制状态的实测值对所述轧钢机的控制中的参数进行计算，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的所述输送速度以及所述设定板厚执行的轧制。

另外，本发明的又一其他实施方式是对通过多对辊轧制被轧制材料的串联式轧钢机进行控制的轧制控制程序，其特征在于，使信息处理装置执行如下步骤：以使通过所述多对辊轧制过的被轧制材料的板厚接近被指定的设定板厚的方式，通过反馈控制对所述多对辊的辊隙进行控制的步骤；设定所述被轧制材料的输送速度的时序变化的步骤；根据所述被设定的输送速度的时序变化设定用于对所述多对辊中最后级的辊以外的辊的辊隙进行控制的设定板厚的时序变化的步骤；以及，根据轧制中的轧制状态的实测值对所述轧钢机的控制中的参数进行计算的步骤，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的所述输送速度以及所述设定板厚执行的轧制。

发明的效果

根据本发明，能够不降低产品品质，在进行轧制操作的同时取得各种条件下的数据样本。

附图说明

图1表示本发明的实施方式所涉及的轧钢机以及轧制控制装置的整体结构的图。

图2表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制装置的硬件构成的图。

图3表示本发明的实施方式所涉及的轧制模式的判断动作的流程图。

图4是本发明的实施方式所涉及的轧制控制的时序图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的设定板厚改变量的计算方式的图。

图6是用于对本发明的实施方式所涉及的压下率变化率的决定方式进行说明的图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的最大压下率改变量的应用例的图。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的异常检测部的动作的流程图。

图9是本发明的其他的实施方式所涉及的轧制控制的时序图。

具体实施方式

实施方式1

在本实施方式中，对在包括4个轧制架的串联式轧钢机中，通过在改变最后级以外的轧制架的辊隙等的轧制条件的同时进行轧制，从而收集各种条件中的数据样本，对变形阻力、摩擦系数进行计算来学习轧制模型的控制的例子进行说明。

图1是表示本实施方式所涉及的轧钢机10以及轧制控制装置100的功能结构的框图。如图1所示，本实施方式所涉及的轧钢机10包括4个轧制架1，在各个轧制架1之间，在最前级的轧制架1的前级以及最后级的轧制架1的后级设置有对被轧制材料M的板厚h₀～h₄进行测量的板厚计2。另外，在各个轧制架1上设置有对相对于被轧制材料的轧制负载P₁～P₄进行测定的轧制负载测量装置3。

并且，在各个轧制架1上设置有对实际上对被轧制材料进行轧制的工作辊的辊速RV₁～RV₄进行测量的PLG（Pulse Logic Generater）4，使用其作为辊速测定装置。另外，如图1所示，轧制架1的工作辊被马达M驱动。

在本实施方式所涉及的轧钢机10中，将卷绕为螺旋状的板状的被轧制材料M开卷供给轧钢机10，被图1所示的多个轧制架1按顺序轧制。在本实施方式所涉及的轧制控制装置100中，对卷绕有被轧制材料的每个卷材进行轧制控制。另外，在对不同的卷材的被轧制材料连续地进行轧制的情况下，通过焊接等将轧制中的卷材所含有的被轧制材料的终端与接下来进行轧制的卷材的被轧制材料的前端进行连接，从而连续地进行轧制。此时，轧制结束了的卷材的被轧制材料，在辊速变慢之后从后级的卷材的被轧制材料切开。切开该被轧制材料时的辊速的控制是本实施方式所涉及的主旨之一。

另一方面，如图1所示，轧制控制装置100包括轧制状态监控部101、摩擦系数计算部102、变形阻力计算部103、轧制负载计算部104、调整计算部105、速度改变量计算部106、切割速度改变部107、压下率改变规格计算部108、设定板厚改变部109、积分器复位部110、辊隙控制部111、异常监控部112、压下率改变量修正部113以及警报输出部114。

轧制状态监控部101从轧钢机10取得上述的h₀～h₄、P₁～P₄、RV₁～RV₄的信息，从而对轧钢机10的轧制状态进行监控。摩擦系数计算部102以及变形阻力计算部103从轧制状态监控部101取得上述的h₀～h₄、P₁～P₄、RV₁～RV₄的信息，根据以下的公式（1）对摩擦系数μ、变形阻力k分别进行计算。

P=b·k·f₁（H，h）·f₂（μ）·Z_p    （1）

b：板宽度

k：变形阻力

f₁：张力修正项

f₂：摩擦系数修正项

Z_p：学习系数

在公式（1）中，P为轧制架1的轧制负载，b为被轧制材料的板宽度，k为被轧制材料的变形阻力，f₁为被轧制材料的张力修正项，f₂为被轧制材料与工作辊之间的摩擦系数修正项。另外，Z_p为用于根据实际的轧制负载学习轧制负载的计算值的公知的学习系数。另外，作为f₁的参数即H为轧制架的输入侧的被轧制材料的板厚，h为轧制架的输出侧的被轧制材料的板厚。例如，在对在图1中配置于最左侧的轧制架1中的轧制状态进行计算的情况下，轧制负载P使用P₁，作为张力修正项f₁的参数的H使用h₀，h使用h₁。

轧制负载计算部104根据摩擦系数计算部102计算出的摩擦系数μ、变形阻力计算部103计算出的变形阻力k以及轧制状态监控部101取得的轧制实际结果，来决定接下来的卷材的轧制中的轧制负载。即，摩擦系数计算部102、变形阻力计算部103以及轧制负载计算部104，作为对轧钢机10的控制中的参数进行计算的参数计算部而发挥作用。

调整计算部105对在轧钢机10中被轧制的每个卷材决定包含轧钢机10中的线速度以及各轧制架中的压下率的轧制条件。在本实施方式中，目的在于通过在轧钢机10中以各种条件执行轧制，来取得各种数据样本。调整计算部105对上述的各种条件进行控制。

速度改变量计算部106根据由调整计算部105决定的轧制条件，来决定马达M驱动轧制架1的工作辊时的速度，即轧制速度。而且，速度改变部107根据由速度改变量计算部106决定的轧制速度，对马达M驱动工作辊时的旋转速度进行控制。

压下率改变规格计算部108根据由调整计算部105决定的轧制条件，对被轧制架1的工作辊轧制的被轧制材料的压下率的设定进行控制。具体而言，压下率改变规格计算部108除了决定开始改变压下率的时间以及结束改变压下率的时间之外，还决定压下率的改变量。

设定板厚改变部109根据由压下率改变规格计算部108决定的压下率的改变开始时间、改变结束时间以及改变量来决定设定板厚。所谓该设定板厚即为在轧制结果的反馈控制中所使用的目标值。积分器复位部110根据从设定板厚改变部109输入的设定板厚的变化，输出用于使上述反馈控制中的积分期间复位的复位信号。

辊隙控制部111根据从轧制状态监控部101输入的h₀～h₄的信息与从设定板厚改变部109输入的设定板厚，并根据以下的公式（2）对轧制架1的辊隙进行调整。

ΔS=∫C·Δh      （2）

ΔS：辊隙改变量

Δh：输出侧板厚偏差

ΔS为辊隙控制部111作为用于反馈控制的控制值输出的辊隙改变量，Δh为从轧制状态监控部101输入的轧制架1的输出侧的板厚与设定板厚的偏差。另外，C为由轧制架1以及被轧制材料M的性质决定的常量。

在本实施方式中，轧制状态监控部101在规定的取样周期内取得h₀～h₄、P₁～P₄、RV₁～RV₄的信息。而且，辊隙控制部111根据该取样周期，并根据上述公式（2）对辊隙改变量进行计算并输出，从而进行反馈控制。另外，辊隙控制部111在从积分器复位部110输入复位信号之前，将从轧制状态监控部101输入轧制状态的信息的整个期间设为积分期间，当输入复位信号后，则使积分期间复位。

另外，如图1所示，轧钢机10包括4个轧制架1。因此，本实施方式所涉及的设定板厚改变部109以及辊隙控制部111对各个轧制架1进行设定板厚控制。而且，将图1所示的4个轧制架1中作为最后级的第4个轧制架的设定板厚设为作为最终的目标板厚的产品板厚，第1个轧制架～第3个轧制架的设定板厚被设定为从被轧制材料的原板厚逐渐接近产品板厚。

异常监控部112根据轧制状态监控部101取得的轧制状态的信息中成为最终的产品板厚h₄的信息对是否满足作为被预先确定的产品板厚的允许范围进行监控。在h₄的值偏离作为产品板厚的允许范围的情况下，异常监控部112输出表示检测出异常的异常检测信号。另外，异常监控部112根据轧制状态监控部101取得的h₀～h₄、P₁～P₄、RV₁～RV₄的信息，对轧制架1与被轧制材料之间的滑移进行检测。即，异常监控部112是对轧制的异常进行检测的异常检测部。

压下率改变量修正部113根据异常监控部112输出的异常检测信号，向压下率改变规格计算部108输出用于修正压下率的设定值的控制信号。警报输出部114根据异常监控部112输出的异常检测信号，向操作人员通知厚度不均的产生。

图1所示的轧制控制装置100通过软件与硬件的组合来实现。这里，参照图2对构成轧制控制装置100的各功能块的硬件进行说明。图2是表示用于实现本实施方式所涉及的轧制控制装置100的各功能块的硬件构成的框图。如图2所示，本实施方式所涉及的轧制控制装置100具有与通常的服务器或PC（Personal Computer）等信息处理终端相同的结构。

即，本实施方式所涉及的轧制控制装置100经由总线208连接有CPU（Central Processing Unit）201、RAM（Random Access Memory）202、ROM（Read Only Memory）203、HDD（Hard Disk Drive）204以及I/F205。另外，在I/F205上连接有LCD（Liquid Crystal Display）206以及操作部207。

CPU201为运算单元，对轧制控制装置100整体的动作进行控制。RAM202是能够高速的读写信息的易失性的存储介质，作为CPU201处理信息时的作业区域而使用。ROM203为读取专用的非易失性存储介质，储存有固件等的程序。

HDD204为能够读写信息的非易失性的存储介质，储存有OS（OperatingSystem）、各种控制程序、应用·程序等。I/F205将总线208与各种硬件、网络等进行连接从而进行控制。另外，I/F205也作为用于轧制控制装置100在与轧钢机10之间交换信息的输入输出部而发挥作用。

LCD206是用于操作人员确认轧制控制装置100的状态的视觉用户界面。操作部207是键盘、鼠标等用于操作人员向轧制控制装置100输入信息的用户界面。在上述的硬件构成中，在RAM202读取储存于ROM203、HDD204或者未图示的光盘等记录介质的程序，CPU201根据该程序进行运算，从而构成软件控制部。通过如上构成的软件控制部与硬件组合，从而能够实现本实施方式所涉及的轧制控制装置100的功能。

在上述的轧制控制装置100中，本实施方式所涉及的主旨在于利用调整计算部105的轧制条件的设定、利用压下率改变规格计算部108以及设定板厚改变部109的设定板厚的决定、以及在如上决定的轧制条件下的轧制操作中的摩擦系数μ、变形阻力k的计算的轧制模型的学习。以下，对本实施方式的主旨所涉及的动作进行说明。

如上所述，在本实施方式所涉及的轧钢机中，对每个卷材进行轧制控制。而且，本实施方式所涉及的调整计算部105进行对是否进行通常的轧制操作、是否进行学习轧制模型的学习轧制的判断。图3是表示利用调整计算部105的操作模式的判断动作的流程图。

如图2所示，若开始操作模式的判断动作，则调整计算部105对接下来应该进行轧制的卷材的材料种类是否与现在轧制中的被轧制材料的卷材的材料种类相同进行判断（S301）。另外，应该进行轧制的卷材的材料种类通过操作人员的手工作业而输入轧制控制装置100。

S301判断的结果是，在接下来应该进行轧制的卷材的材料种类与现在轧制中的被轧制材料的卷材的材料种类相同的情况下（S301/否），调整计算部105接下来对是否成为在每个卷材的学习模式中进行轧制操作的设定进行确认（S302）。S302判断的结果是，若不是每个卷材学习模式（S302/否），则调整计算部105判断为通常轧制的模式（S304），从而结束处理。

另一方面，S301判断的结果是，在接下来应该进行轧制的卷材的材料种类与现在轧制中的被轧制材料的卷材的材料种类不同的情况下（S301/是），或者S302判断的结果是，在成为在每个卷材学习模式中进行轧制操作的设定的情况下（S302/是），调整计算部105判断出为学习轧制的模式（S303），从而结束处理。

这里，图4示出了表示学习轧制模式中的“线速度”、“模式判断时间”、“设定板厚改变时间”、“设定板厚改变量”、“积分器复位时间”、“参数计算时间”、“轧制负载模型计算时间”的时序图。

图4所示的“线速度”由速度改变量计算部106根据由调整计算部105决定的轧制条件来计算，并被速度改变部107控制。如图4所示，作为被轧制材料的输送速度的“线速度”被定期地减速。其如上所述，在通过焊接不同的卷材彼此进行连接从而连续地进行轧制的情况下，为用于对轧制结束的被轧制材料进行切割的切割速度，在本实施方式所涉及的轧钢机10的线速度控制中为最低的速度的最低速度。

另外，如图4所示，本实施方式所涉及的线速度，在从切割速度加速的加速期间、之后的稳定期间、从稳定期间的速度减速至切割速度的减速期间的各个期间变化。其中，稳定期间中的稳定的速度是作为通常的轧制操作中的被轧制材料的输送速度的轧制速度，稳定期间即通常期间。

另外，图4所示的“线速度”，与如图1所示包含有4个轧制架1的任意一个辊的辊速对应。这里，由于与通过轧制被拉长的部分的被轧制材料的长度对应，因此串联式轧钢机所包含的多个轧制架1越配置于后级，辊速设定得越快。因此，图4所示那样的线速度的加速、稳定、减速的控制，被控制为与上述那样的每个轧制架的辊速的不同对应。

“模式判断时间”是执行在图3中进行说明的动作的时间，是与开始用于上述的切割速度的减速相比靠前的时间。另外，本实施方式的模式判断时间由调整计算部105根据利用速度改变部107的线速度的改变控制进行判断。

“设定板厚改变时间”是表示辊隙控制部111改变使用于对在反馈控制中使用的Δh进行计算的设定板厚变化的方向的时间的信号，通过压下率改变规格计算部108控制。如图4所示，压下率改变规格计算部108通过表示从基准值朝正方向改变的时间与从基准值朝负方向改变的时间的信号来表示设定板厚改变时间。

如图4所示，该设定板厚改变时间通过对线速度的减速期间、加速期间、稳定期间各个期间进行4分割而求出。具体而言，通过对上述减速期间、加速期间、稳定期间各个期间进行4分割而求出以从原来的设定板厚成为最大的设定板厚的方式朝正方向改变的第1期间、以从最大的设定板厚成为原来的设定板厚的方式朝负方向改变的第2期间、以从原来的设定板厚成为最小的设定板厚的方式朝负方向改变的第3期间、以从最小的设定板厚成为原来的设定板厚的方式朝正方向改变的第4期间4个期间。

换言之，本实施方式所涉及的压下率改变规格计算部108在加速期间、减速期间以及通常期间的各个期间，对从标准的设定板厚使设定板厚增厚的第1期间、从比标准厚的设定板厚回复至标准的设定板厚的第2期间、从标准的设定板厚使设定板厚减薄的第3期间、从比标准薄的设定板厚回复至标准的设定板厚的第4期间的4个期间进行设定。

“设定板厚改变量”是表示与上述的“设定板厚改变时间”对应的设定板厚的改变量的信号，通过设定板厚改变部109控制。如图4所示，设定板厚改变部109通过表示从原来的设定板厚朝正方向的改变量与从原来的设定板厚朝负方向的改变量的信号来表示设定板厚改变量。设定板厚改变部109从压下率改变规格计算部108取得“设定板厚改变时间”以及压下率的变化率，对“设定板厚改变量”进行计算。

另外，如上所述，在轧钢机10中包括有4个轧制架1，但图4所示的“设定板厚改变量”与如图4所示根据线速度的变化设定的“设定板厚改变时间”对应，能够在相同的时间应用于对各个轧制架1的辊隙控制。

“积分器复位时间”是表示积分器复位部110使利用辊隙控制部111的积分期间复位的时间的复位信号，通过积分器复位部110控制。积分器复位部110参照设定板厚改变部109输出的“设定板厚改变量”，在“设定板厚改变量”的变化率变化的时间，即“设定板厚改变量”呈曲柄状变化的时间内，输出复位信号。

“参数计算时间”是表示摩擦系数计算部102以及变形阻力计算部103对摩擦系数μ以及变形阻力k进行计算的期间的信号，通过摩擦系数计算部102以及变形阻力计算部103分别控制。如图4所示，本实施方式所涉及的“参数计算时间”将加速期间、稳定期间以及减速期间设定为一个循环。

“轧制负载模型计算时间”是表示轧制负载计算部104根据由摩擦系数计算部102以及变形阻力计算部103计算出的参数对轧制负载模型进行计算的时间的信号，通过轧制负载计算部104控制。

如图4所示，本实施方式所涉及的主旨是与线速度的加速期间、稳定期间、减速期间分别对应，在改变设定板厚的同时进行轧制操作，从而取得在各种轧制条件下的h₀～h₄、P₁～P₄、RV₁～RV₄的信息而对参数进行计算。另外，在本实施方式中，在制造产品时，即以实际的轧制操作中的学习为前提。因此，作为最终级的第4个轧制架1的输出侧板厚，以成为目标板厚的方式被轧制。因此，图4所示的“设定板厚改变量”不应用于4个轧制架1，在第4个轧制架1上应用通常的设定板厚。

但是，4个轧制架1的输入侧板厚，成为通过第3个轧制架1按照图4的“设定板厚改变量”轧制的状态。由于与上述的板厚的变化对应，因此积分器复位部110在规定的时间也相对于用于第4个轧制架1的反馈控制输出复位信号。所谓该规定的时间，是通过第3个轧制架1按照图4的“设定板厚改变量”轧制而使被轧制材料的板厚呈曲柄状变化的部分到达第4个轧制架1的时间。

这里，在某部分被第3个轧制架轧制后，直至到达第4个轧制架的期间能够通过计算求出。因此，积分器复位部110在相对于用于第3个轧制架1的反馈控制输出积分复位信号后，仅使通过上述计算求出的期间延迟，相对于用于第4个轧制架1的反馈控制输出复位信号。

图4所示的“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”的计算，是本实施方式所涉及的主旨之一。参照图5（a）～图5（c），对“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”的计算方式进行说明。图5（a）～图5（c）是表示利用调整计算部105以及压下率改变规格计算部108对“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”进行计算的计算方式的功能框图。

图5（a）是表示线速度的加速期间中的“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”的计算方式的图。如图5（a）所示，从调整计算部105相对于压下率改变规格计算部108输入加速比率、最大轧制速度以及最大压下率改变量。另外，如图1所示，从轧制状态监控部101相对于压下率改变规格计算部108输入线速度的测定值RV₁～RV₄作为现在的线速度。

另外，如在图4中说明的那样，本实施方式的轧制负载模型的计算时间，是线速度下降至切割速度的期间。因此，从轧制状态监控部101作为现在的线速度输入压下率改变规格计算部108的线速度的测定值RV₁～RV₄为切割速度。

在压下率改变规格计算部108中，根据上述输入的信息中现在的线速度、加速比率以及最大轧制速度，对线速度的加速所需的时间，即在图4中进行说明的加速期间进行计算，如在图4中说明的那样通过对该时间进行4分割，从而对“设定板厚改变时间”进行计算。即，图5（a）所示的加速比率以及最大轧制速度是用于对被轧制材料的输送速度的时序变化进行设定的信息，调整计算部105作为输送速度设定部而发挥作用。

另外，压下率改变规格计算部108根据从调整计算部105输入的最大压下率改变量、预先决定的压下率变化率、以及上述计算出的“设定板厚改变时间”对“设定板厚改变量”进行计算。即，压下率改变规格计算部108作为对设定板厚的时序变化进行设定的设定板厚变化设定部而发挥作用。

这里，参照图6对上述预先确定的压下率变化率进行说明。如上所述，在第1个轧制架1～第3个轧制架1中，进行图4所示那样的学习轧制，即在改变设定板厚的同时进行轧制，由此向第4个轧制架1供给板厚与输送方向的位置对应地呈曲柄状变化的被轧制材料。然而，本实施方式所涉及的学习轧制的前提是在制造时也能够进行学习轧制，因此需要在第4个轧制架1中实现产品板厚。

图6是表示进行上述公式（2）那样的反馈控制的情况的输入侧板厚以及输出侧板厚变化的例子的图。如图6所示，在输入侧板厚呈曲柄状变化的情况下，对于输出侧板厚而言，在曲柄状的变化点产生与输入侧板厚的变化率对应的偏差g。这必然产生超过进行公式（2）那样的利用积分运算的控制。

若图6所示的偏差g为超过产品板厚的允许范围的程度，则变为厚度不均，从而无法满足作为产品的规格。因此，输入侧板厚的变化率要求偏差g不超过作为产品板厚的允许范围。因此，被压下率改变规格计算部108设定的压下率变化率，是在第4个轧制架1的输出侧板厚不产生厚度不均那样的第3个轧制架1的输出侧板厚的变化率。

另外，从调整计算部105输入的最大压下率改变量，是为了避免产生滑移而由调整计算部105设定的阈值。在各个轧制架1的轧制中，不论压下率过高或过低，均在工作辊与被轧制材料之间产生滑移，对产品品质产生重大影响。为了避免上述的情况，调整计算部105将阈值设定在压下率的改变量作为最大压下率改变量，从而防止滑移的产生。

图7是表示根据压下率变化率、设定板厚改变时间以及最大压下率改变量求出“设定板厚改变量”的方式的图。如图7所示，“设定板厚改变量”能够典型地根据压下率变化率以及设定板厚改变时间如图7所示的“计算结果”那样求出。与此相对，如果压下率改变规格计算部108应用从调整计算部105输入的最大压下率改变量，在作为“计算结果”求出的“设定板厚改变量”上存在超过作为阈值的最大压下率改变量的部分，则如图7的“实际”那样将修正的结果作为“设定板厚改变量”进行计算。

图5（b）是表示线速度的稳定期间中的“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”的计算方式的图。如图5（b）所示，从调整计算部105相对于压下率改变规格计算部108输入卷材长度以及最大轧制速度。由此，在压下率改变规格计算部108中，根据上述输入的信息中卷材长度以及最大轧制速度，对通常轧制所需的时间，即在图4中说明的通常期间进行计算，与图5（a）的情况相同，对“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”进行计算。

图5（c）是表示线速度的减速期间中的“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”的计算方式的图。如图5（c）所示，从调整计算部105相对于压下率改变规格计算部108输入减速比率、最大轧制速度以及最大压下率改变量。另外，如图1所示，从轧制状态监控部101相对于压下率改变规格计算部108输入线速度的测定值RV₁～RV₄作为现在的线速度。由此，在压下率改变规格计算部108中，根据上述输入的信息中现在的线速度、减速比率以及切割速度，对线速度的减速所需的时间，即在图4中说明的减速期间进行计算，与图5（a）的情况相同，对“设定板厚改变时间”以及“设定板厚改变量”进行计算。

另外，如上所述，轧制负载模型的计算时间是线速度下降至切割速度的期间，因此从轧制状态监控部101作为现在的线速度输入压下率改变规格计算部108的线速度的测定值RV₁～RV₄为切割速度。然而，也可以从调整计算部105相对于压下率改变规格计算部108输入切割速度。

这样，在本实施方式所涉及的轧制控制装置10中，在串联式轧钢机的最后级的轧制架以外的轧制架中，在每个线速度的加速期间、稳定期间、减速期间，使设定板厚按时序变化地进行轧制，由此能够取得各种条件下的数据样本，能够不降低产品品质，在进行轧制操作的同时取得各种条件下的数据样本。另外，通过进行在图6中说明的压下率的变化率的控制、在图7中说明的压下率改变量的控制，从而在实际产品的制造中，能够更加高精度地满足产品规格，同时进行轧制模型的学习。

接下来，参照图8对利用异常监控部112以及压下率改变量修正部的以上监控动作进行说明。如图8所示，开始轧制操作，通过由调整计算部105设定的轧制模型开始改变压下率。若异常监控部112根据从轧制状态监控部101输入的h₀～h₄、P₁～P₄、RV₁～RV₄等轧制状态的实测值对厚度不均进行检测（S802/是），则将厚度不均的产生以及厚度不均产生时的轧制状态通知给压下率改变量修正部113。由此，压下率改变量修正部113以消除厚度不均的方式对存储于压下率改变规格计算部108的压下率变化率进行修正（S803）。

另一方面，在检测出不是厚度不均（S802/否），而是滑移的情况下（S803/是），异常监控部112将滑移的产生以及滑移产生时的轧制状态通知给压下率改变量修正部113。由此，压下率改变量修正部113以消除滑移的方式将已修正的最大压下率改变量输入压下率改变规格计算部108（S805）。若S803或S805的任何一个处理结束，则异常检测部112对警报输出部114进行控制，输出警报（S806）。异常检测部112反复进行从S802开始的处理直至压下率的改变结束（S807/否），若是压下率的改变结束了（S807/是），则结束处理。

另外，在上述实施方式中，以在包含4个轧制架的串联式轧钢机中，使第1个轧制架～第3个轧制架的压下率按时序变化，从而收集各种轧制条件下的参数为例进行了说明。然而，上述为一个例子，若在至少最后的轧制架中以成为产品的目标板厚的方式进行控制，则其他的轧制架中的控制为任意。

实施方式2

在实施方式1中，如在图6中进行说明的那样，以在第4个轧制架的输出侧板厚中产生的偏差g不成为厚度不均的方式确定压下率变化率的情况为例进行了说明。若能够通过该压下率变化率收集足够的样本则不存在问题，但若如图4所示在决定设定板厚改变时间之后确定压下率变化率，则导致确定能够改变压下率的范围。在该范围不充分的情况下，无法收集足够的样本。

与此相对，不是通过上述公式（2）所示的积分的公式而是通过双重积分的公式进行轧制架1的反馈控制，从而能够吸收图6所示那样的偏差g。因此，在辊隙控制部111进行基于双重积分的反馈控制的情况下，压下率改变规格计算部108可以以通过比预先确定的压下率变化率更高的比率改变压下率的方式求出“设定板厚改变量”，并且也可以省略预先确定的压下率变化率。

另外，所谓范围不充分的情况，例如考虑由设定板厚改变时间以及压下率变化率确定的最大的压下率的改变量为不足从调整计算部105输入的最大压下率改变量的情况或为最大压下率改变量的70％、80％等规定的比例以下的情况等。另外，对于双重积分的具体方式能够使用公知的各种方法，省略详细的说明。

实施方式3

在图6中说明的偏差g的问题，因通过反馈与输入侧板厚的变化对应而产生。与此相对，第4个轧制架1中的输入侧板厚为第3个轧制架1中的输出侧板厚，因此第4个轧制架1的输入侧板厚的变化能够预先检测，从而能够进行前馈控制。

即，辊隙控制部111对于第4个轧制架1的辊隙控制，除了进行反馈控制之外，也与第3个轧制架1的输出侧板厚对应地进行前馈控制，从而能够消除图6所示的偏差g。由此，为了与图6所示那样的偏差g对应而不需要对第3个轧制架1的输出侧板厚的变化率进行控制压下率改变规格计算部108与实施方式2相同，能够以通过所希望的比率改变压下率的方式计算出“设定板厚改变量”。

另外，对于前馈的具体方式能够使用公知的各种方法，省略详细的说明。

实施方式4

在实施方式1中，对以从切割速度开始的加速期间、稳定期间、向切割速度减速的减速期间为前提，在各个期间使设定板厚呈曲柄状变化从而收集各种数据样本的方式进行了说明。在该情况下，在线速度的低速期间收集的样本仅为减速期间的即将结束时以及加速期间的刚刚开始后的样本。因此，为了增加低速期间的样本数，也可以不是将从切割速度开始的加速期间以及向切割速度减速的减速期间以外的期间确定为稳定期间，而是为了收集数据样本改变线速度。上述的例子如图9所示。

图9是学习轧制模式中的时序图，与图4对应。对于图9而言，在图4中作为稳定期间的期间T，线速度也变化。在图9的例子中，线速度的变化率与设定板厚改变量呈曲柄状变化的时间一致地进行变化。通过上述的方式，能够收集更多的轧制条件下的数据样本。

符号说明

1-轧钢机机架；2-板厚计；3-轧制负载测量装置；4-PLG；10-轧钢机；100-轧制控制装置；101-轧制状态监控部；102-摩擦系数计算部；103-变形阻力计算部；104-轧制负载计算部；105-调整计算部；106-速度改变量计算部；107-速度改变部；108-压下率改变规格计算部；109-设定板厚改变部；110-积分器复位部；111-辊隙控制部；112-异常监控部；113-压下率改变量修正部；114-警报输出部；201-CPU；202-RAM；203-ROM；204-HDD；205-I/F；206-LCD；207-操作部。

Claims (10)

1.一种轧制控制装置，是对通过多对辊轧制被轧制材料的串联式轧钢机进行控制的轧制控制装置，其特征在于，包括：

辊隙控制部，以使通过所述多对辊轧制过的被轧制材料的板厚接近被指定的设定板厚的方式，通过反馈控制对所述多对辊的辊隙进行控制；

输送速度设定部，对所述被轧制材料的输送速度的时序变化进行设定；

设定板厚变化设定部，根据所述被设定的输送速度的时序变化，对用于控制所述多对辊中最后级的辊以外的辊的辊隙的设定板厚的时序变化进行设定；以及

参数计算部，根据轧制中的轧制状态的实测值计算所述轧钢机的控制中的参数，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的所述输送速度以及所述设定板厚执行的轧制，

在时序变化的所述输送速度中存在至少用于进行轧制的通常速度即轧制速度、以及最低的速度即最低速度，

所述输送速度设定部，对从所述最低速度加速至所述轧制速度的加速期间、从所述轧制速度减速至最低速度的减速期间以及所述轧制速度即通常期间的3个期间进行设定，

所述设定板厚变化设定部，在所述被设定的加速期间、减速期间以及通常期间的各个期间中，设定从标准的设定板厚使设定板厚增厚的第1期间、从比标准厚的设定板厚回复至标准的设定板厚的第2期间、从标准的设定板厚使设定板厚减薄的第3期间、从比标准薄的设定板厚回复至标准的设定板厚的第4期间的4个期间。

2.根据权利要求1所述的轧制控制装置，其特征在于，

所述设定板厚变化设定部，根据设定板厚的变化率对所述设定板厚的时序变化进行设定，所述设定板厚的变化率是使通过所述最后级的辊的轧制而被轧制过的被轧制材料的板厚满足预先确定的产品板厚的允许范围而确定的。

3.根据权利要求1所述的轧制控制装置，其特征在于，

所述辊隙控制部在所述最后级的辊的辊隙的控制中，通过轧制过的被轧制材料的板厚的实测值与设定板厚的偏差的双重积分对所述辊隙进行控制。

4.根据权利要求1所述的轧制控制装置，其特征在于，

所述辊隙控制部增加前馈控制，对所述最后级的辊的辊隙进行控制，所述前馈控制是根据通过所述最后级的前级的辊轧制的被轧制材料的板厚的实测值的前馈控制。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的轧制控制装置，其特征在于，

所述设定板厚变化设定部，根据以所述辊与所述被轧制材料不产生滑移的方式确定的设定板厚的范围，对所述设定板厚的时序变化进行设定。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的轧制控制装置，其特征在于，

所述设定板厚变化设定部，通过对所述被设定的加速期间、减速期间以及通常期间的各个期间进行4分割，从而对所述第1期间、第2期间、第3期间以及第4期间进行设定。

7.根据权利要求6所述的轧制控制装置，其特征在于，

所述输送速度设定部，对所述加速期间的加速比率、所述减速期间的减速比率以及在所述通常期间应该进行轧制的被轧制材料的输送长度进行设定，

所述设定板厚变化设定部进行如下判断：

根据在所述加速期间被加速的速度的范围以及所述加速比率，对所述加速期间进行判断；

根据在所述减速期间被减速的速度的范围以及所述减速比率，对所述减速期间进行判断；

根据在所述通常期间输送所述被轧制材料的速度以及所述被轧制材料的输送长度，对所述通常期间进行判断。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的轧制控制装置，其特征在于，

包括异常检测部，所述异常检测部根据所述轧制状态的实测值对轧制产生异常的情况进行检测。

9.一种轧制控制方法，是对通过多对辊轧制被轧制材料的串联式轧钢机进行控制的轧制控制方法，其特征在于，

以使通过所述多对辊轧制过的被轧制材料的板厚接近被指定的设定板厚的方式，通过反馈控制对所述多对辊的辊隙进行控制，

将所述被轧制材料的输送速度的时序变化，在至少用于进行轧制的通常的速度即轧制速度以及最低的速度即最低速度之间，设定从所述最低速度加速至所述轧制速度的加速期间、从所述轧制速度减速至最低速度的减速期间以及所述轧制速度的通常期间3个期间地进行控制，

将用于对所述多对辊中最后级的辊以外的辊的辊隙进行控制的设定板厚的时序变化，在所述被设定的加速期间、减速期间以及通常期间的各个期间中，设定为从标准的设定板厚使设定板厚增厚的第1期间、从比标准厚的设定板厚回复至标准的设定板厚的第2期间、从标准的设定板厚使设定板厚减薄的第3期间、从比标准薄的设定板厚回复至标准的设定板厚的第4期间的4个期间，

根据轧制中的轧制状态的实测值对所述轧钢机的控制中的参数进行计算，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的所述输送速度以及所述设定板厚执行的轧制。

10.一种轧制控制程序，是对通过多对辊轧制被轧制材料的串联式轧钢机进行控制的轧制控制程序，其特征在于，

使信息处理装置执行如下步骤：

以使通过所述多对辊轧制过的被轧制材料的板厚接近被指定的设定板厚的方式，通过反馈控制对所述多对辊的辊隙进行控制的步骤；

将所述被轧制材料的输送速度的时序变化，在至少用于进行轧制的通常的速度即轧制速度以及最低的速度即最低速度之间，设定从所述最低速度加速至所述轧制速度的加速期间、从所述轧制速度减速至最低速度的减速期间以及所述轧制速度的通常期间3个期间地进行控制的步骤；

将用于对所述多对辊中最后级的辊以外的辊的辊隙进行控制的设定板厚的时序变化，在所述被设定的加速期间、减速期间以及通常期间的各个期间中，设定为从标准的设定板厚使设定板厚增厚的第1期间、从比标准厚的设定板厚回复至标准的设定板厚的第2期间、从标准的设定板厚使设定板厚减薄的第3期间、从比标准薄的设定板厚回复至标准的设定板厚的第4期间的4个期间的步骤；以及

根据轧制中的轧制状态的实测值对所述轧钢机的控制中的参数进行计算的步骤，所述轧制是根据以时序变化的方式设定的所述输送速度以及所述设定板厚执行的轧制。

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