CN104690093B - 压延控制装置及压延控制方法 - Google Patents
压延控制装置及压延控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种压延控制装置、压延控制方法及压延控制程序。控制通过两个辊对连续地压延被压延件的压延机的压延控制装置具备:轧辊开口度控制部,基于为了进行辊对的压延而***到辊对中的被压延件或被压延后从辊对送出的被压延件的张力,控制辊对中的辊间的间隔;速度控制部,基于被压延的被压延件的板厚,控制为了进行辊对的压延而***到辊对中的被压延件或被压延后从辊对送出的被压延件的传输速度;和中间张力控制部,通过在被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的辊对的辊速度,从而控制两个辊对间的被压延件的张力。从而,能够适当地进行在压延机的输入侧和输出侧在被压延件上产生张力的构成的控制、及压延机的轧辊开口度的控制,可抑制压延机输出侧板压的振动。
Description
技术领域
本发明涉及压延控制装置、压延控制方法及压延控制程序,更详细而言涉及具有多个操作端及反馈端的压延机的操作端及反馈端的选择。
背景技术
在被压延件的放卷及收卷中使用拉伸卷轴(tension reel)的压延机中,通过扭矩恒定控制(电流恒定控制)来使拉伸卷轴工作。作为对拉伸卷轴进行扭矩恒定控制时的问题,可列举压延机输入侧、输出侧的张力变动时为了抑制该变动而拉伸卷轴速度发生变动,由此压延机输入侧板速度发生变化,因此输出侧板厚发生变动的情况。作为对策,在将拉伸卷轴速度作为操作端的张力控制中,使拉伸卷轴以速度恒定控制工作,抑制输出侧板厚变动,因此允许了一定范围的张力变动(例如,参照专利文献1)。
此外,在串联式压延机中,在因操作状态而压延机的影响系数的变化较大的情况下,适当变更了相对于控制状态量的控制操作端(例如,参照专利文献2)。在串联式压延机中,通常,进行将后级支架(stand)压下作为控制操作端的支架间张力控制、前级支架速度作为控制操作端的输出侧板厚控制。相对于此,在专利文献2公开的发明中,根据压延状态,进行将后级支架压下作为控制操作端的输出侧板厚控制、将前级支架速度作为控制操作端的张力控制,从而能够最大限度获得板厚控制及张力控制的效果。
【专利文献1】JP特开2010-240662
【专利文献2】JP特开2012-176428
使放卷侧拉伸卷轴及收卷侧拉伸卷轴在扭矩恒定控制(电流恒定控制)下工作是产生压延机的输出侧板厚变动的压延机输入侧速度及压延机输出侧速度的变动要因。这是因为,进行了扭矩恒定控制的情况下,为了使拉伸卷轴的扭矩恒定,拉伸卷轴速度会因压延机输入侧张力或压延机输出侧张力而发生变化。其结果,因质量流恒定规则,发生输出侧板厚变动。
对于由压延机生产的被压延件而言最重要的是压延机的输出侧板厚精度,为了操作的稳定性,压延机输入侧及输出侧的张力很重要,若是为了维持产品板厚,即使稍微有变动在压延操作上也不会成问题。基于该理论,在专利文献1公开的发明中,针对来自预先设定的范围的设定张力值的偏差,优先使拉伸卷轴速度恒定,通过不修正所述张力偏差来抑制拉伸卷轴速度变动,使拉伸卷轴在速度恒定控制下工作。
此时,张力偏差收敛于预先设定的范围内是没有问题的,但是由于压延状态或母材条件,有时会超过预先设定的范围。此时,拉伸卷轴速度会发生变化,压延机输入侧速度会发生变化,输出侧板厚变动会发生变化。
此外,有时由于压延状态而压延机的影响系数会发生变化,将拉伸卷轴速度作为操作端的张力控制、将压延机的轧辊开口度(roll gap)作为操作端的输出侧板厚控制会变得不稳定。此时,很难在将当前状态下的轧辊开口度作为控制操作端的输出侧板厚控制、以及使拉伸卷轴在速度恒定控制下工作时的张力速度控制或使拉伸卷轴在扭矩恒定控制下工作时的张力扭矩恒定控制下进行稳定的控制,会产生压延机输出侧板厚的振动。
特别是,在压延速度快且板厚薄的情况下,基于轧辊开口度的板厚控制的效果会降低。因此,在快速压延时,有时采用调整输入侧拉伸卷轴的速度的板厚控制。此时,通过操作轧辊开口度来实施输入侧张力控制,通过操作输出侧TR的速度或扭矩来进行输出侧张力控制。相对于此,在进行由2个支架连续进行压延的DCR(Double Cold Rolling)压延时,需要控制前级侧的压延机支架的输入侧的张力、后级侧的压延机支架的输出侧的张力、前后级支架间的支架间张力这3种张力。
后级侧的压延机支架的输出侧的张力可通过输出侧的拉伸卷轴或张紧辊等输出侧的张力控制装置进行控制。支架间张力是前级支架与后级支架之间的张力,处于与向支架供给被压延件的放卷侧的拉伸卷轴和卷取被压延的被压延件的收卷侧的拉伸卷轴断开的状态。因此,为了调整支架间张力,需要调整前级支架及后级支架中的至少一方。
此时,一般会考虑以连续压延中成为最终支架的后级支架的速度为基准来变更前级支架的速度的方法。此时,根据前级支架的速度调整,向前级支架的输入侧中的拉伸卷轴或张紧辊等张力控制装置也输入控制值,进 行不会使前级支架的输入侧张力发生变动的被称为接续(successive)的控制。通过这种控制,输入侧张力控制、支架间张力控制及输出侧板厚控制相互干扰,有时会成为输出侧板厚偏差的原因。
另外,上述的问题并不限于拉伸卷轴,在压延机的输入侧或输出侧中使被压延件产生张力的构成中也同样成为问题。作为在压延机的输入侧或输出侧中使被压延件产生张力的构成的其他例,有张紧辊或夹送辊等。
发明内容
本发明要解决的问题在于,很好地控制至少2个压延,在支架中连续地进行压延的情况下,很好地控制压延机的输入侧张力、中间张力和输出侧张力,抑制压延机输出侧板厚的振动。
本发明的一个方式的压延控制装置,对通过两个辊对连续地压延被压延件的压延机进行控制,该压延控制装置的特征在于,具备:轧辊开口度控制部,基于为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的张力,控制所述辊对中的辊间的间隔;速度控制部,基于被压延的所述被压延件的板厚,控制为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的传输速度;和支架间张力控制部,通过在所述被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的所述辊对的辊速度,从而控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力。
此外,本发明的另一方式的压延控制方法,对通过两个辊对连续地压延被压延件的压延机进行控制,该压延控制方法的特征在于,基于为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的张力,控制所述辊对中的辊间的间隔,基于被压延的所述被压延件的板厚,控制为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的传输速度,通过在所述被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的所述辊对的辊速度,从而控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力。
此外,本发明的另一方式的压延控制程序,对通过两个辊对连续地压延被压延件的压延机进行控制,该压延控制程序的特征在于,使信息处理 装置执行如下步骤:基于为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的张力,控制所述辊对中的辊间的间隔;基于被压延的所述被压延件的板厚,控制为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的传输速度;和通过在所述被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的所述辊对的辊速度,从而控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力。
发明效果
根据本发明,能够很好地控制至少2个压延,在支架中连续地进行压延的情况下,很好地控制压延机的输入侧张力、中间张力和输出侧张力,能够抑制压延机输出侧板厚的振动。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的压延机及压延控制装置的整体结构的图。
图2是表示本发明的实施方式的#1支架压延机的压延现象的图。
图3是表示本发明的实施方式的输入侧张力抑制***与拉伸卷轴控制及轧辊开口度控制的关系性的图。
图4是表示以轧辊开口度变更量为初始值的各参数的时间序列的例的图。
图5是表示单一支架压延机的控制操作端与控制状态量的关系的一个方式的图。
图6是示意性表示单一支架压延机的交叉(cross)响应的一个方式的图。
图7是表示单一支架压延机的控制操作端与控制状态量的关系例的图。
图8是表示考虑了交叉项的操作端与控制状态量的关系性的图。
图9是表示压延现象的基本参数的图。
图10是表示DCR压延的参数的图。
图11是表示DCR压延的参数的图。
图12是表示压延的中立点、前进率、后退率的关系的图。
图13是表示与控制方式相应的张力控制的特性的图。
图14是表示控制方法选择装置的功能的图。
图15是表示最佳控制方法决定装置的动作的一个方式的图。
图16是表示最佳控制方法决定顺序的例的图。
图17是表示控制输出选择装置的动作概要的图。
图18是表示输入侧TR速度指令装置的动作概要的图。
图19是表示支架间张力控制装置的动作概要的图。
图20是表示速度基准选择装置的动作概要的图。
图21是表示本实施方式的信息处理装置的硬件结构的图。
图22是表示本发明的实施方式的压下板厚控制、速度板厚控制、速度张力控制及压下张力控制的内部功能的图。
具体实施方式
以下,以在被压延件的放卷及收卷中使用拉伸卷轴的压延机为例详细说明本发明,该压延机是在连续进行压延的2个压延机支架的输入侧设置了被压延件放卷用输入侧TR(拉伸卷轴)、在输出侧设置了被压延件收卷用输出侧TR的最基本的DCR(双冷轧钢,Double Cold Rolling)压延机。
图1是表示本实施方式的压延***的控制构成的框图。如图1所示,本实施方式的压延***是由#1支架压延机1、#2支架压延机2这两个压延机构成的2支架连续压延机,在压延机输入侧设有输入侧TR3,在压延机输出侧设有输出侧TR4。各压延机是从上下夹持被压延件来进行压延的辊对,通过用于控制辊速度的轧制速度控制装置12、22分别控制辊速度,通过用于控制上下辊间隔的RG(Roal Gap)控制装置11、21控制辊间隔。
进行压延操作时,从压延速度设定装置73输出的速度指令值经由速度基准选择装置80而分别被输入至轧制速度控制装置12、22。由此,轧制速度控制装置12、22基于分别输入的速度指令值,控制#1支架压延机1、#2支架压延机2的速度、即上下作业辊的圆周速度。
在此,由压延速度设定装置73输出的速度指令值通过速度基准选择装 置80而被加上所需的修正,原则上用作#2支架压延机2的轧制速度的设定值。相对于此,根据被压延件的产品规格来决定#1支架压延机1的速度相对于#2支架压延机2的速度的速度比率,因此在速度基准选择装置80中,基于在速度比设定装置76中设定的速度比的信息和从压延速度设定装置73输入的速度设定值,生成#1支架压延机1的速度设定值。#1支架压延机1的速度设定值除了被输入到轧制速度控制装置12外,还经由输入侧速度设定装置77而被输入到输入侧TR速度指令装置65。
此外,通过输入侧TR控制装置32及输出侧TR控制装置42对输入侧TR3及输出侧TR4进行旋转控制。输入侧TR控制装置32及输出侧TR控制装置42分别控制用于使拉伸卷轴旋转的电动机的电流以使其成为所输入的电流指令值,从而根据赋予到输入侧TR2及输出侧TR3的各个电动机扭矩来向被压延件赋予规定的张力。输入侧/输出侧张力电流变换装置15、16基于TR(拉伸卷轴)机械***及TR(拉伸卷轴)控制装置的模式,运算成为张力设定值的电流设定值(电动机扭矩设定值)。
但是,由于该控制模式包含误差,因此利用通过设置在#1支架压延机1的输入侧的输入侧张力计51、设置在#2支架压延机2的输出侧的输出侧张力计53测量到的实际张力,通过输入侧张力控制13及输出侧张力控制14来对张力设定值实施修正,然后赋予给输入侧张力电流变换装置15、输出侧张力电流变换装置16。由此,输入侧张力电流变换装置15、输出侧张力电流变换装置16变更向输入侧TR控制装置32及输出侧TR控制装置42设定的电流指令值。
输入侧张力设定装置71及输出侧张力设定装置72分别对输入侧张力电流变换装置15、输出侧张力电流变换装置15设定为了获得根据被压延件的产品规格决定的被压延件张力时所需的输入侧TR3及输出侧TR4的扭矩(电流)。此外,基于被压延件的产品规格,将#1支架压延机1及#2支架压延机2的轧辊开口度分别设定给#1支架压下位置设定装置74及#2支架压下位置设定装置75,并赋予给RG控制装置11、21。
作为应用于DCR压延机的基本控制,主要进行基于输入侧张力控制装置13、输出侧张力控制装置14、支架间张力控制装置67及压下板厚控制装置61的控制。输入侧张力控制装置13基于由输入侧张力计51计量到的# 1支架压延机1的输入侧张力(以下略记为输入侧张力),调整赋予给输入侧张力电流变换装置15的张力设定值。输出侧张力控制装置14基于由输出侧张力计53计量到的#2支架压延机的输出侧张力(以下略记为输出侧张力),调整赋予给输出侧张力电流变换装置16的张力设定值。
支架间张力控制装置67基于由支架间张力计52计量到的#1支架压延机1与#2支架压延机2间的张力(以下略记为支架间张力),调整赋予给轧制速度控制装置12、22及输入侧TR速度指令装置65的速度指令值。上述三个张力控制中,支架间张力控制装置67的控制是由控制方法选择装置70进行管理的。这一点是本实施方式的主旨之一。以后进行详述。
此外,由于被压延件的板厚在产品品质上很重要,因此实施板厚控制。压下板厚控制装置61基于由输出侧板厚计54计量到的#2支架压延机2的输出侧板厚(以下略记为输出侧板厚),调整赋予给RG控制装置11的#1支架压延机的辊间隔的指令值。另外,压下板厚控制装置61的处理也是由控制方法选择装置70进行管理的。这一点是本实施方式的主旨之一。以后进行详述。
在DCR压延机中,将母材的板厚为0.2mm至0.4mm程度的被压延件在#1支架压延机1中以20~35%程度的压下率使其板厚变薄、在#2支架压延机2中为了进行调质压延而压下至板厚不会发生变化的程度。因此,作为#1支架压延机1中的压延条件,产生输出侧板厚薄且压延速度快的情况。
图2是表示DCR压延机的#1支架压延机1的压延现象的图。DCR压延机的#1支架压延机的压延现象与单一支架压延机中的压延现象相同。在此,如图2所示的将输入侧张力Tb设为输入侧TR3的扭矩恒定控制、对输出侧板厚h进行将#1支架压延机1的轧辊开口度作为操作端的板厚控制这样的控制构成中,存在无法稳定地控制输出侧板厚和输入侧张力的问题。以下说明这种问题。
作为压延机中的基本法则,有质量流恒定规则。这可以在压延机支架的输入侧与压延机支架的输出侧的被压延件连续的前提下,利用输入侧板厚H、输出侧板厚h、输入侧板速Ve、输出侧板速V0,由以下的式(1)表示。
H·Ve=h·Vd (1)
根据质量流恒定规则的式(1)可知,在输入侧板厚H恒定的情况下,若输入侧板速Ve发生变动,则输出侧板厚h就会发生变动。如上所述,由于在DCR压延机中主要的压延由#1支架压延机进行,因此上述式(1)中的输入侧板速Ve成为输入侧TR3的速度。输入侧TR3的速度以张力扭矩与电动机扭矩一致的方式发生变化,但是该变化通过输入侧TR3的惯性和上述的控制而进行,没有抑制输入侧板速Ve的变化的控制手段。
为了抑制该输入侧板速Ve的变化引起的输出侧板厚h的变化,若进行RG控制装置11的轧辊开口度的调整,则随着压下率的变化而前进率及后退率发生变化,其结果输入侧板速Ve及输出侧板速Vd发生变化,进而会发生输入侧张力Tb的变化。为了抑制这些情况而如上所述那样改变了输入侧TR3的速度,但是随着该变动,进一步会产生输出侧板厚变动。如上所述,通过输入侧TR3进行的输入侧张力抑制***中,有时时间常数会随着压延条件而变大,有时会成为具有较大波动的输出侧板厚变动的原因。产生这种波动的原因会相互影响控制所引起的影响,因此设为交叉项。
还根据压延现象来抑制压延机支架的输入侧张力Tb。若输入侧张力Tb变动,则压延机的压延载荷发生变化,因伴随于此的前进率及后退率的变化,输入侧板速Ve及输出侧板速Vd发生变动。因该输入侧张力压延现象***,输入侧张力Tb也会发生变动。输入侧张力压延现象***的响应比上述的输入侧张力抑制***快很多,可如图3所示那样表示输入侧张力压延现象***及输入侧张力抑制***。
根据图3可知,压延机支架的轧辊开口度变更量ΔS在同相位下被表示为输入侧张力的偏差ΔTb,其在输入侧TR3被积分的状态下,输入侧TR速度发生变化。因此,轧辊开口度变更量ΔS与输入侧张力的偏差ΔTb、输入侧TR速度的变化及输出侧板厚的变化成为如图4所示的关系。图4是表示轧辊开口度变更量ΔS、输入侧张力Tb、输入侧TR速度及输出侧板厚h的关系的图。
如图4所示,若轧辊开口度变更量ΔS发生变化,则压延机支架的输入侧速度发生变化,输入侧张力Tb发生变化。伴随输入侧张力Tb的变化,输入侧TR3进行扭矩恒定控制,因此在输入侧TR3的惯性引起的动作下输 入侧TR速度发生变化。若输入侧TR速度发生变动,则因上述式(1)示出的质量流恒定规则而产生输出侧板厚变动。若产生输出侧板厚变动,则压下板厚控制装置61为了使使输出侧板厚恒定,操作轧辊开口度变更量ΔS。若继续进行这些一系列动作,则如图4所示那样输出侧板厚会振动。
另外,实际上输出侧板厚计17被设置在远离了压延机1的场所,因此直到检测输出侧板厚控制装置18所使用的输出侧板厚为止存在延迟时间,但是相对于输出侧板厚的振动周期而言延迟时间足够短的情况下可以忽略该延迟时间。
在压延机中,存在轧辊开口度和辊速度这两个控制操作端,并且存在压延机的输出侧板厚和压延机的输入侧(或输出侧)张力这两个控制状态量。在操作了两个控制操作端的情况下,分别影响两个控制状态量,从而控制状态量发生变化。图5是在一个压延机支架的情况下表示了这种控制操作端及控制状态量的关系的图。一个压延机支架的压延现象如图2,将其示意化的图是图5。
一个压延机支架的情况下,控制操作端是轧辊开口度变更量ΔS、前级支架输出侧或输入侧TR的速度(以后称为“输入侧TR速度”)。根据该输入侧TR速度决定输入侧板速Ve。此外,控制状态量是压延机的输出侧板厚h、输入侧张力Tb。在变更了轧辊开口度变更量ΔS的情况下,产生(轧辊开口度→输出侧板厚)影响系数503引起的输出侧板厚h的变化、(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数501引起的输入侧张力Tb的变化。此外,通过变更前级支架输出侧或输入侧TR速度来改变了Ve的情况下,产生(输入侧TR速度→输入侧张力)影响系数502引起的输入侧张力Tb的变化、(输入侧TR速度→输出侧板厚)影响系数504引起的输出侧板厚h的变化。
如上所述,关于压延机输出侧板厚h,基于输出侧板厚计54的计量结果变更轧辊开口度来进行控制。此外,关于输入侧张力Tb,根据电动机扭矩与输入侧张力扭矩之差来改变输入侧TR速度,从而进行控制。相对于此,若考虑图5所示的关系,则变更轧辊开口度时,不仅输出侧板厚h发生变化,输入侧张力Tb也发生变化,变更输入侧TR速度时,不仅输入侧张力Tb发生变化,输出侧板厚h也发生变化。该变化是未曾计划的多余的变化。
在图5所示的关系中,在(轧辊开口度→输出侧板厚)影响系数503及(输入侧TR速度→输入侧张力)影响系数502与(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数501及(输入侧TR速度→输出侧板厚)影响系数504相比足够大的情况下,上述的未曾计划的多余的变化的影响小,因此在该控制构成中不成问题。
相对于此,若(轧辊开口度→输出侧板厚)影响系数503及(输入侧TR速度→输入侧张力)影响系数502小于(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数501及(输入侧TR速度→输出侧板厚)影响系数504,则上述的未曾计划的多余的变化的影响变大,产生无法稳定地进行控制的问题。
若变成这种状态,则为了基于输出侧板厚计54的计量结果而控制输出侧板厚h,即使操作#1压延机支架1的轧辊开口度,输入侧张力Tb的变动也会很大,为了控制该变动,根据电动机扭矩与输入侧张力扭矩之差而产生输入侧TR速度的变化。其结果,输出侧板厚h的变动较大。若输出侧板厚h发生变化,则基于输出侧板厚计54的计量结果,通过压下板厚控制61来进行轧辊开口度操作,其结果,产生输出侧板厚h、输入侧张力Tb、输入侧板速Ve、轧辊开口度S以相同的周期进行振动的状态。
关于在图3中说明的压延现象,图6表示了压延现象***,其去除了输入侧TR3的输入侧张力抑制***,以输入侧TR速度的操作所引起的输入侧板速Ve及轧辊开口度变更量ΔS作为控制操作端,以输出侧板厚h及输入侧张力Tb作为控制状态量。在图6中,包括输入侧张力压延现象***在内作为输入侧张力影响系数101。从图6中作为与图5中的影响系数501、502、503、504对应的系数,得到了图7的111、112、113、114。
根据图7可知,若输出侧板厚h薄且输入侧板速Ve快,则(输入侧TR速度→输出侧板厚)影响系数114及(输入侧TR速度→输入侧张力)影响系数112变小。此外,输入侧张力影响系数101所包含的1阶延迟时间常数Tr变小。因此,(轧辊开口度→输出侧板厚)影响系数113变小。此外,(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数111其响应变快。
也就是说,若输出侧板厚h薄且输入侧板速Ve快,则操作轧辊开口度ΔS时,压延机的输出侧板厚h不易变化,输入侧张力Tb容易变化。也就是说,(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数111变得大于(轧辊开口度→输 出侧板厚)影响系数113。此外,操作输入侧板速Ve时,输入侧张力Tb及输出侧板厚h都不易变化。
关于输入侧张力Tb,包括压延现象项kb。根据压延速度及输出侧板厚,kb也发生变化,若kb变大,则(输入侧TR速度→输入侧张力)影响系数112变得比(输入侧TR速度→输出侧板厚)影响系数114小。
根据以上所述可知,存在以下现象:通过输出侧板厚h变薄且输入侧板速Ve变快的情况,(轧辊开口度→输出侧板厚)影响系数113变得小于(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数111,(输入侧TR速度→输入侧张力)影响系数112变得小于(输入侧TR速度→输出侧板厚)影响系数114。此时,若想要通过图3所示的控制、即根据轧辊开口度变更量ΔS控制输出侧板厚h、根据输入侧板速Ve控制输入侧张力Tb,则如上所述那样由于交叉项的影响大,因此不可能进行稳定的控制。
此时,如图8所示,使通过控制输入侧TR速度来根据输入侧板速Ve的变化控制输出侧板厚h的速度板厚控制装置62、及根据轧辊开口度变更量ΔS控制输入侧张力Tb的压下张力控制装置64工作,从而能够稳定地控制输出侧板厚h及输入侧张力Tb。为了实现该控制,需要将现有技术中通过扭矩恒定控制(电流恒定控制)运行的输入侧TR3变更为速度恒定控制下的运行。因此,设置了输入侧TR速度指令装置65。
即使在输入侧张力抑制***的响应恶化的情况下,也需要使输入侧TR3在速度恒定控制下运行。图3中的输入侧张力抑制***通过等效变换而成为了时间常数Tq的1阶延迟***。在此,Tq与输入侧板速Ve成正比、与压延机的输出侧板厚h成反比,与压延现象项kb成正比。因此,若压延现象项kb变大,则输入侧张力抑制***的时间常数Tq变大,输入侧张力抑制***的响应会恶化。此外,在此情况下,图5中的(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数111不会变大,因此认为可通过现有技术的基于轧辊开口度变更量ΔS的板厚控制和操作输入侧TR3速度的速度张力控制63进行稳定的控制。
并且,在压延设备中,将各种材质的被压延件压延成各种板厚,且压延速度也是多样的。因此,还考虑上述的控制响应的变化,优选根据压延状态来切换控制方法。本实施方式的压延控制方法中,通过切换以下 (A)~(C)这三种控制方法,从而可使输出侧板厚及输入侧张力控制稳定。
(A)操作轧辊开口度的板厚控制、和在扭矩恒定控制下运行的输入侧TR的输入侧张力抑制***的张力控制。
(B)操作轧辊开口度的板厚控制、和在速度恒定控制下运行的操作输入侧TR的速度的速度张力控制。
(C)操作轧辊开口度的压下张力控制、和在速度恒定控制下运行的操作输入侧TR的速度的速度板厚控制。
在DCR压延机中,#1支架压延机1与#2支架压延机2之间的支架间张力的维持也很重要,因此设置了支架间张力控制装置67。支架间张力控制通常以#1支架压延机1的速度作为操作端。
图9是表示包括上述的质量流恒定规则在内的压延基本法则的图。如图9所示,在压延机支架的输入侧与输出侧中的板厚及速度之间,上述式(1)所示的质量流恒定规则成立。此外,被压延件通过被压下而在长度方向上延伸。在该长度方向上延伸的比例可由前进率f及后退率b来表示。
并且,在该前进率f及后退率b、压延机支架的辊速度VR与输入侧板速Ve、输出侧板速Vd之间,以下的式(2)、(3)的关系成立。
Ve=(1-b)·VR (2)
Vd=(1+f)·VR (3)
另一方面,在#1支架压延机1与#2支架压延机2之间、或输入侧TR3与#1支架压延机1之间、#2支架压延机2与输出侧TR4之间,如图10所示那样利用支架间张力T、板横截面积A、支架间距离L、#i支架输入侧速度Vei、#i支架输出侧速度Vdi,以下的式(4)成立。
图11(a)是表示恒定压延(板厚、张力为恒定值的状态)中的各压延机支架及输入输出侧设备的辊速度的关系的图。关注#1支架压延机1的输入侧张力可知,为了使张力恒定,需要使#1支架压延机1的输入侧速度与输入侧TR3的速度成为相同的速度、即VETR=Vel。
在此,假设支架间张力控制装置67工作而变更了#1支架压延机1的速度。对于控制输出(1+ΔV/V)而言,由于变更#1支架压延机1的速度,因此如果保持该状态则输入侧张力会发生变化。因此,如图11(b)所示,需要向输入侧TR也输出同样的控制输出(1+ΔV/V),以使输入侧TR3的速度与#1支架压延机1的输入侧速度一致来起到不易产生张力变动的功能。执行该功能就是接续功能。作为接续功能,可以使用公知的各种功能。
在此,假设在图9中说明的决定压延机输出侧速度及输入侧速度的前进率f及后退率b恒定。即使在压延中前进率f及后退率b不恒定,由于变动很少,因此可以忽略,所以利用接续功能来防止操作压延机速度时的张力变动以及压延机支架输入输出侧的质量流变动引起的板厚变动。
但是,在前进率及后退率变动大到超过了可以忽略的级别时,有时利用接续功能反而会对张力、板厚成为干扰。尤其是对压延时的中立点、即辊速度与被压延件的速度一致的点发生变动而产生的前进率f及后退率b的变动的影响较大,接续功能干扰基于输出侧板厚计54的计量结果的轧辊开口度的控制、支架间张力控制67、以及基于输入侧张力计51的计量结果的输入侧张力控制,有时会成为与在图4中说明过的现象相同的板厚、张力的振动现象。
图12表示压延中的中立点与前进率、后退率的关系。压延通过使被压延件5通过上作业辊101与下作业辊102之间而进行。此时,在被压延件5与上下作业辊101、102之间产生滑动,在辊与被压延件接触的区域中产生一个辊速度与被压延件5的速度一致的中立点。作业辊与被压延件的接触开始点的速度成为输入侧速度Ve。此外,作业辊与被压延件的接触结束点的速度成为输出侧速度Vd。
前进率f是从输出侧速度Vd与中立点速度VR之比(Vd/VR)中减去1而得到的数值,后退率b是从1减去输入侧速度Ve与中立点速度VR之比(Ve/VR)而得到的数值。例如,在输入侧板厚H变厚、输入侧速度Ve变小且输出侧速度Vd变大这样的输入侧速度Ve与输出侧速度Vd的比率(Ve/Vd)发生变化的情况下,应当启动接续功能。
在输入侧速度Ve与输出侧速度Vd的比率(Ve/Vd)恒定而只有中立点 的位置发生变化的情况下,需要随着中立点位置的变化而使辊速度VR发生变化,但是由于由此输入侧速度Ve被保持恒定,因此不应当使用接续功能来变更输入侧TR3的速度。
例如,在图12中,假设中立点位置从中立点A变化到了中立点B,则前进率f变小,后退率b变大。伴随与此,输出侧速度Vd如在图9中说明的那样变小,支架间张力T如在图10中说明的那样变大。此外,输入侧速度Ve也变小,输入侧张力变小。相反,中立点位置从中立点B变化到中立点A的情况下,相反,支架间张力T会变小,输入侧张力会变大。也就是说,输入侧张力、支架间张力以相反的相位发生变化。
伴随板厚变动的情况下,一般输入侧速度Ve、输出侧速度Vd以相反的方法发生变化,输入侧张力、支架间张力以同相位发生变化。因此,能够判定#1支架压延机1的输入侧张力、支架间张力的变化是同相位还是相反相位、原因是中立点位置的变化还是板厚变动。
在#1支架压延机1的辊速度发生了变化的情况下,虽然输入侧张力、支架间张力以相反相位发生变化,但是此时也最好不启动接续功能。这是因为通过辊速度VR的修正,能够同时控制输入侧张力、支架间张力这两者,相反,如果启动了接续功能则会变成无法修正输入侧张力的状态。
图13(a)、(b)表示上述的三个控制方式中的张力控制的特征。在控制方法(A)及控制方法(B)中,如图13(a)所示,通过控制输入侧TR3的旋转来进行输入侧张力控制。因此,输入侧张力控制的影响被限定在#1支架压延机输入侧。此外,输出侧张力控制是通过操作输出侧TR4来进行的,因此输出侧张力控制的影响被限定在#2支架压延机的输出侧。
在进行支架间张力控制的情况下,需要操作#1支架压延机速度或#2支架压延机速度,在操作#1支架压延机速度的情况下,在输入侧TR3进行接续,在操作#2支架压延机速度的情况下,在输出侧TR4进行接续,从而抑制对输入侧张力或输出侧张力带来的影响。此时,由于操作#1支架压延机速度对于输入侧TR3的接续量小,因此从控制响应的观点出发是更有利的。
此外,在DCR压延机中,对于#2支架压延机而言,压下率≈0,因此通过操作#1支架压延机速度,在中立点移动时能够有效地控制输入侧 张力、支架间张力。此时,通过接续来操作输入侧TR速度会成为干扰,但是可通过输入侧张力控制来进行抑制。
在图12中说明的那样,考虑中立点向输出侧变动的情况的话,输入侧速度会降低,输出侧速度会降低。其结果,输入侧张力会减少,支架间张力会增加。相对于此,输入侧张力控制使输入侧TR速度变慢,支架间张力控制使#1支架速度变快。
通过接续同时使输入侧TR速度加快,会干扰输入侧张力控制,但是由于使#1支架速度加快,因此输入侧张力增大。在中立点不变动的情况下,例如关闭了#1支架轧辊开口度时,输入侧张力、支架间张力一起降低,支架间张力使#1支架速度减小,通过接续,减小输入侧TR速度。输入侧张力控制通过使输入侧TR速度减速来控制输入侧张力。
在控制方法(C)的情况下,由于输入侧张力控制的控制操作端是#1支架压延机轧辊开口度,因此如图13(b)所示,除了输入侧张力外,还影响支架间张力。在此,如图12所示,考虑中立点在输出侧发生了变动的情况时,输入侧速度降低,输出侧速度降低。因此,输入侧张力减小,支架间张力增加。
相对于此,输入侧张力控制将#1支架压延机轧辊开口度朝向打开的方向进行控制(因为减小了输入侧张力),从而想要使输入侧张力恢复原样。由于输出侧板厚也变厚,因此输出侧板厚控制使输入侧TR速度减小,使输入侧张力上升。通过#1支架压延机轧辊开口度开放,支架间张力也会增加。
在支架间张力控制以#1支架速度作为操作端的情况下,通过加快#1支架速度来减小支架间张力。由此,输入侧张力会增大,但是若进行接续,则输入侧张力不会增大,输入侧张力控制使支架间张力增大。因此,将#1支架速度操作得过大的结果是,会干扰输出侧板厚控制。此时,通过停止针对输入侧TR3的接续,从而能够抑制干扰。
但是,在中立点没有变动的情况下,例如若控制成使轧辊开口度关闭,则输入侧张力、支架间张力都减小,因此通过输入侧张力控制来操作#1支架压延机的轧辊开口度,从而也能够抑制支架间张力。作为支架间张力控制,减小#1支架压延机速度,通过接续还减小输入侧TR速度,从而防 止输入侧张力变动。因此,不能一概地通知针对输入侧TR3的接续。
该问题可通过将支架间张力控制的控制输出端设为#2支架速度来解决。在成为了所述状态的情况下,通过减小#2支架速度,从而能够降低支架间张力,此时不会在输出侧板厚控制与输入侧张力控制、支架间张力控制间产生干扰。在操作#2支架压延机速度的情况下,需要对输出侧TR速度进行接续,但是如果是DCR压延机,则由于#2支架其压下率≈0,因此可以忽略中立点的变动。
在#1支架压延机中有中立点变动的情况下,最终需要变更#1支架速度或者输入侧TR、#2支架压延机和输出侧TR的速度。在控制方法(A)及控制方法(B)的情况下,通过变更#1支架速度来应对,在控制方法(C)的情况下,通过变更输入侧TR、#2支架和输出侧TR的速度来应对。
如上所述,在DCR压延机中根据压延状态来切换使用上述3种控制方法的情况下,除了输入侧张力控制、输出侧板厚控制外,还需要变更支架间张力控制的控制输出端。支架间张力控制的控制输出端的变更会变更串联式压延机中成为速度基准的压延机支架(主支架)。
基于这种原理,返回图1,说明本实施方式的压延***的控制。如上所述,想要稳定地实施压延机的板厚控制及张力控制,需要根据压延状态来切换使用上述3种控制。因此,使用由输出侧板厚计54计量的输出侧板厚偏差Δh,通过压下板厚控制装置61生成对轧辊开口度的操作指令ΔΔSAGC,通过速度板厚控制62生成对输入侧TR速度的操作指令ΔΔVAGc。
此外,使用由输入侧张力计51计量的输入侧张力实际值与由输入侧张力设定装置71设定的输入侧张力设定之间的偏差(输入侧张力偏差)ΔTb,速度张力控制装置63生成对输入侧TR速度的操作指令ΔΔVATR,压下张力控制64生成对轧辊开口度的操作指令ΔΔSATR。
此外,在输入侧TR3通过扭矩恒定控制而运行的情况下,将在输入侧张力设定装置71设定的输入侧张力设定值上相加根据输入侧张力实际值与输入侧张力设定值之间的偏差来操作输入侧张力设定值的来自输入侧张力控制13的控制输出而得到的值通过输入侧张力电流变换装置15变换为对输入侧TR3的电流指令,生成对输入侧TR控制装置32的电流指令值。
控制方法选择装置70根据压延状态,应用上述的(A)、(B)、(C) 中的任一个控制方法就能够选择最能降低输出侧板厚变动、输入侧张力变动中的哪一个,基于选择结果,向轧辊开口度控制装置11输出轧辊开口度操作指令。在操作输入侧TR速度的情况下,向输入侧TR速度指令装置65输出速度操作指令。在输入侧TR速度指令装置65中,根据从压延速度设定装置73经由速度基准选择装置80输出的输入侧TR基准速度和来自控制方法选择装置70的输入侧TR速度变更量,生成输入侧TR速度指令并输出给输入侧TR控制装置32。
在输入侧TR控制装置32中,具有根据电流指令进行扭矩恒定控制(电流恒定控制)的运行模式和根据速度指令进行速度恒定控制的运行模式,根据来自控制方法选择装置70的指令来切换地进行运行。
图22表示压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64的框图的一例。这些是各控制构成的一例,也可以利用这些以外的方法来构成控制***。例如,在图2的例中,各控制***是积分控制(I控制),但是也可以是比例积分(PI控制)或、微分比例积分控制(PID控制)。
本实施方式的压下板厚控制装置61由以下的积分控制(I控制)构成,即,将从输出侧板厚计54输出的输出侧板厚实际值hfb、与进行压延作业时设定的输出侧板厚设定值href之差即输出侧板厚偏差Δh=hfb-href设为输入,对在所输入的输出侧板厚偏差上相乘调整增益及从输出侧板厚偏差到轧辊开口度的变换增益而得到的值进行积分。取积分后的输出与上一次值的偏差,设为控制输出ΔΔSAGc。
此外,速度板厚控制62由以下的积分控制(I控制)构成,即,将输出侧板厚偏差Δh设为输入,对在所输入的输出侧板厚偏差上相乘从调整增益及输出侧板厚偏差到输入侧速度的变换增益而得到的值进行积分。取积分后的输出与上一次值的偏差,将以下的式(5)设为控制输出。输出该指令值作为相对于设定速度的速度变更比。
压下张力控制装置64由以下的积分控制(I控制)构成,即,将由输入侧张力计51计量出的输入侧张力实际值Tbfbb与进行压延作业时预先设 定的输入侧张力设定值Tbref之差、即输入侧张力偏差ΔTb=Tbfbb-Tbref作为输入,对在所输入的输入侧张力偏差ΔTb上相乘从调整增益及输入侧张力偏差ΔTb到轧辊开口度的变换增益而得到的值进行积分。取积分后的输出与上一次值的偏差,设为控制输出ΔΔSATR。
此外,速度张力控制装置63由积分控制(I控制)构成,将输入侧张力偏差ΔTb设为输入,对在所输入的输入侧张力偏差ΔTb上相乘从调整增益及输入侧张力偏差ΔTb到输入侧速度的变换增益而得到的值进行积分。取积分后的输出与上一次值的偏差,将以下的式(6)设为控制输出。
图14表示控制方法选择装置70的概要。控制方法选择装置70包括最佳控制方法决定装置70a及控制输出选择装置70b。通过最佳控制方法决定装置70a决定使用上述的(A)、(B)、(C)中的哪一个控制方法进行控制,在控制输出选择装置70b中,选择使用所述压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64中的哪一个的输出,像轧辊开口度控制装置11、输入侧TR速度指令装置65、输入侧TR控制装置32及速度基准选择装置80输出控制指令。
图15表示最佳控制方法决定装置70a的动作概要。在此,在上述的(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数111大的情况下,使用控制方法(C)来进行基于压下的张力控制和基于卷绕速度的板厚控制,在输入侧张力抑制***的张力修正时间常数大的情况下,通过控制方法(B),进行基于压下的板厚控制和操作TR速度的输入侧张力控制。在除此以外的情况下,选择在现有技术中实施的控制方法(A)。
通过以下方式来决定选择3种控制方法中的哪一个。考虑到根据被压延件的钢种类、输出侧板厚及压延速度,最佳控制方法会发生变化,因此若钢种类或输出侧板厚发生了变化,则将压延速度分为低速、中速、高速这三个阶段,在压延中若变成了相应的压延速度,则使轧辊开口度以步进状变化来调查输入侧张力及输出侧板厚的变化。此时,轧辊开口度变更量只要以不会影响被压延件的产品品质的大小进行改变即可,在产品的压延中也可以实施。此外,在使轧辊开口度步进状地变化的情况下,选择上述 的控制方法(A)。
另外,在本实施方式中,如图15所示,按照低速、中速、高速的顺序阶段性地改变压延速度。这是为了选择上述的3种控制方法中的任一个而执行的。但是,实际上即使开始了压延作业时,也能如图15所示那样使压延速度阶段性地上升。因此,图15所示的操作可以与通常的压延作业一同实施,能够在不会降低生产性的情况下实施。
使轧辊开口度步进状地变化之后立刻测量输入侧张力变动量、输出侧板厚变动量,判断(轧辊开口度→输入侧张力)影响系数114和(轧辊开口度→输出侧板厚)影响系数112哪一个更大。此外,输入侧张力抑制***的响应时间根据使轧辊开口度步进状地工作时的输入侧张力变化来进行判断。
例如,如图15所示,根据压延速度确定低速、中速、高速的区域。该确定方法也可以将直到最高速度为止的区域进行三等分,通过其他适当的基准来进行分隔。若压延速度进入了这些区域,则对轧辊开口度施加步进状的干扰。通过施加步进状干扰,从而输入侧张力及输出侧板厚发生变动。
接着,如图16所示,根据输入侧张力及输出侧板厚偏差的实际值,求出参数dTb、dh、Tbr。这些参数可以根据实际值的时间方向的变动状况通过信号处理来求出。根据求出的参数dTb、dh、Tbr的大小关系来选择控制方法(A)、控制方法(B)、控制方法(C)。
在选择控制方法(A)、控制方法(B)、控制方法(C)时,如图16所示,通过基于上述的参数dTb、dh、Tbr计算出的值与规定的阈值的比较来进行判断。例如,在根据(dh/href)/(dTb/Tbref)计算出的值为作为规定的阈值的控制方法(C)选择值以下的情况下,选择控制方法(C)。此外,在Tbr为作为规定的阈值的控制方法(B)选择值以上的情况下,选择控制方法(B)。控制方法(C)选择值、控制方法(B)选择值可通过过去的实际值或压延机的仿真等预先求出后进行设定。
若对图15所示的低速、中速、高速的步进状变更点1、步进状变更点2、步进状变更点3进行该最佳控制方法选择处理,则在图15所示的情况下,结果是,作为最佳控制方法,低速时选择控制方法(A),中速时选择控制方法(B),高速时选择控制方法(C)。
控制方法选择装置70执行这种最佳控制方法决定顺序,将控制方法切换为求出的最佳控制方法。此时,在控制方法(A)、控制方法(B)及控制方法(C)中,由于输入侧TR3的控制方法不同,因此也有时无法在压延作业中进行切换。此时,继续在控制方法(A)下进行压延作业,在下次又是同一钢种类、同一板宽度的被压延件时切换控制方法即可。将求出的最佳控制方法记录在将被压延件的钢种类、输出侧板厚及压延速度作为检索条件的数据库中,在下一次对同一种类的被压延件进行压延的情况下,根据记录在数据库中的最佳控制方法来进行控制。
图17表示控制输出选择装置70b的动作概要。控制输出选择装置70b将来自压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64的输出、来自最佳控制方法决定装置70a的控制方法选择结果作为输入,向轧辊开口度控制装置11、输入侧TR速度指令装置65、输入侧TR控制装置32输出控制指令。
如图17所示,在控制输出选择装置70b中,来自压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64的输出分别被输入到增益控制器81~84。增益控制器81~84是分别在压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64的输出上相乘增益后进行输出的信号调整部。增益控制器81~84的增益是基于来自最佳控制方法决定装置70a的控制方法选择结果来调整的。
在选择了控制方法(A)的情况下,对来自压下板厚控制61的输出进行积分处理后输出给轧辊开口度控制装置11。此外,向输入侧TR控制装置32输出扭矩恒定控制模式选择。因此,根据最佳控制方法决定装置70a的控制方法选择结果,设定成:将增益控制器82~84的增益设定为零,并且调整增益控制器81的增益,由积分处理部85对来自压下板厚控制61的输出进行积分处理。此外,通过最佳控制方法决定装置70a的控制方法选择结果,向输入侧TR控制装置32输出扭矩恒定控制模式选择。
在选择了控制方法(B)的情况下,对来自压下板厚控制61的输出进行积分处理后输出给轧辊开口度控制装置11,并且对来自速度张力控制63的输出进行积分处理后输出给输入侧TR速度指令装置65。因此,根据最佳控制方法决定装置70a的控制方法选择结果,设定成:将增益控制器82、 83的增益设定为零,并且调整增益控制器81、84的增益,由积分处理部85对来自压下板厚控制61的输出进行积分处理,并且由积分处理部86对来自速度张力控制63的输出进行积分处理。
在选择了控制方法(C)的情况下,对来自速度板厚控制62的输出进行积分处理后输出给输入侧TR速度指令装置65,并且对来自压下张力控制64的输出进行积分处理后输出给轧辊开口度控制装置11。因此,根据最佳控制方法决定装置70a的控制方法选择结果,设定成:将增益控制器81、84的增益设定为零,并且调整增益控制器82、83的增益,由积分处理部85对来自压下张力控制64的输出进行积分处理,并且由积分处理部86对来自速度板厚控制62的输出进行积分处理。
即,与积分处理部85及轧辊开口度控制装置11连结的控制路径作为轧辊开口度控制部而发挥功能。并且,通过增益控制器81、82的增益设定,基于被压延件的张力及被压延件的板厚中的任一个,切换是否控制轧辊开口度。此外,与积分处理部86及输入侧TR速度指令装置65连结的控制路径作为速度控制部而发挥功能。并且,通过增益控制器83、84的增益设定,基于被压延件的张力及被压延件的板厚中的任一个,切换是否控制压延速度。
通过使用图17所示的方法,在压延作业中也能根据例如压延速度,相互切换控制方法(A)、(B)、(C)。在输入侧TR速度指令装置65中,如图18所示,根据通过操作员的手动操作而由压延速度设定装置73决定的压延机速度V#2MILL,基于速度基准选择装置80考虑压延机输入侧的后退率b而生成的输入侧TR速度VETR,使用来自控制方法选择装置70的控制指令,生成输入侧TR速度指令VETRref,输出给输入侧TR控制装置32。
通过使用以上所述的控制构成,根据压延状态,切换控制方法(A)、控制方法(B)、控制方法(C),能够在输出侧板厚控制及输入侧板厚控制中选择最佳的控制构成,因此能够大幅提高输出侧板厚精度及作业效率。
另外,在本实施方式作为前提的DCR压延中,需要通过控制方法选择装置70来选择将支架间张力控制67的控制操作端设为#1支架压延机的速度还是设为#2支架压延机的速度。因此,在图14中说明的控制输出选 择装置70b选择将支架间张力控制67的控制输出设为#1支架压延机的速度还是#2支架压延机的速度,输出给速度基准选择装置75所包含的#1支架速度修正装置78及#2支架速度修正装置79中的哪一个。
图19表示支架间张力控制装置67的概要。在支架间张力控制中,在由支架间张力计52计量出的支架间张力实际值Tfb与进行压延作业时预先设定的支架间张力设定值Tref的偏差ΔT#1-#2上相乘调整增益、变换增益后进行积分,取与上一次值之间的差分,从而求出以下的式(7)的值。
此时,通过将控制输出输出给#1支架压延机侧还是输出给#2支架压延机侧,变换增益的符号会变得相反,在此,向#1支架压延机输出控制输出来设定控制增益。
图20表示速度基准选择装置80的概要。基于由压延速度设定装置73设定的#2支架压延设定速度V#2MILL,速度比设定装置76考虑#1支架前进率fi来设定#1支架压延机设定速度V#1MILL。此外,输入侧速度设定装置77使用DCR压延机的输入侧板厚H及输出侧板厚h来决定输入侧设定速度VETR。在DCR压延机中,由于#2支架压延机的压下率≈0,因此设为#1支架输出侧板厚h1≈DCR压延机输出侧板厚h。
支架间张力控制67以对#1支架压延机的控制输出作为前提计算出输出值。例如,在缓和支架间张力的情况下,作为#1支架压延机的控制而加快辊速度,在控制#2支架压延机的情况下,减慢辊速度。因此,在#2支架速度修正装置79中,反转如上所述那样输入的值,相乘调整增益G2STD之后进行积算处理。由于支架间张力控制67的控制输出为速度的变更率,因此相加1后相乘到从压延速度设定装置73输出的#2支架压延机设定速度,从而决定对#2支架压延机2的速度指令,输出给轧制速度控制装置22。
同样地,作为对#1支架压延机的控制输出,由#1支架速度修正装置78在支架间张力控制输出上相乘控制增益G1STD之后进行积算处理,然后再加1,相乘到#1支架压延机设定速度,通过这样决定对#1支架压延机1的速度指令,输出给轧制速度控制装置12。
另外,作为对输入侧TR3的控制输出,由输入侧速度设定装置77在支 架间张力控制67的输出值上相乘控制增益GETR之后,进行积算处理,相加1,然后对输入侧TR速度设定值相乘,从而生成输入侧TR速度指令,输出到输入侧TR速度指令装置65。
上述的控制增益G1STD、G2STD、GETR基于将支架间张力控制67的控制输出输出给#1支架压延机侧还是输出给#2支架压延机侧,在控制输出选择装置70b内进行设定。例如,在控制方法(A)或控制方法(B)的情况下,设为GETR=1.0(或0≤GETR≤1.0)、G1STD=1.0、G2STD=0.0。此外,在控制输出(C)的情况下,设为GETR=0.0、G1STD=0.0、G2STD=1.0。
在此,在控制方法(A)或控制方法(B)的情况下,将对输入侧TR的控制增益GETR设为0.0~1.0,还能够进行不执行对输入侧TR的接续的选择。如上所述,在中立点发生变动的情况下,不实施接续更好,因此只要根据假设中立点的变动的加减速时等的压延状态来变更设定即可。
通过以上所述的构成,根据压延状态切换控制方法(A)~(C),从而能够选择输入侧张力控制、输出侧板厚控制、支架间张力控制的最佳的控制操作端,能够抑制因各控制间的干扰而产生的输入侧张力变动、支架间张力变动、输出侧板厚变动。
特别是,在DCR压延中,在输出侧板厚薄且压延速度快的情况下,当通过轧辊开口度进行张力控制、通过输入侧TR速度进行板厚控制时,即控制方法(C)时,为了进行#1支架中的输入侧张力控制,调整#1支架的轧辊开口度。此时,通过轧辊开口度的调整而#1支架的输出侧张力也发生变动,支架间张力会发生变动。若通过#1支架的速度调整及对输入侧TR3的接续来抑制该支架间张力的变动,则会干扰输入侧张力。
相对于此,在本实施方式的压延控制中,将用于控制支架间张力的速度控制端设为#2支架侧。在高速时速度引起的前进率变动少,因此控制了#2支架侧的速度时的弊端少。由此,能够防止用于控制支架间张力的速度控制干扰输入侧张力控制的情况。
即,从#2支架速度修正装置79与轧制速度控制装置22连结的路径作为通过调整后级侧的压延机支架的辊速度来控制两个压延机支架间的张力的支架间张力控制部而发挥功能。此外,从#1支架速度修正装置78与轧制速度控制装置12连结的路径作为通过调整前级侧的压延机支架的辊 速度来控制两个压延机支架间的张力而发挥功能。
另外,在上述实施方式中,作为DCR压延机在压延机输入输出侧设置了拉伸卷轴(TR),但是在拉伸卷轴与压延机之间设置有张紧辊的情况下也同样能够适用本发明。此外,在与连续退火装置(CAL)连续地设置有DCR压延机且在DCR压延机的输入输出侧设置有张紧辊的情况下,也同样能够适用本发明。
另外,本发明在#2支架压延机的压下率几乎为零的DCR压延机中应用上最佳,在通常的2支架以上的连续压延机中也能够适用。
此外,以在图1中说明的控制方法选择装置70及速度基准选择装置80为中心的压延控制装置可通过软件与硬件的组合来实现。在此,参照图21来说明本实施方式的用于实现压延控制装置的各功能的硬件。图21为表示构成本实施方式的压延控制装置的信息处理装置的硬件结构的框图。如图21所示,本实施方式的压延控制装置具有与一般的服务器或PC(Persnal Computer)等信息处理终端相同的构成。
即,本实施方式的压延控制装置经由总线208而连结了CPU(Central ProcessingUnit)201、RAM(Random Access Memory)202、ROM(Read Only Memory)203、HDD(Hard DiskDrive)204及I/F205。此外,I/F205与LCD(Liquid Crystal Display)206及操作部207连接。
CPU201是运算单元,控制压延控制装置整体的动作。RAM202为可快速读写信息的易失性存储介质,在CPU201处理信息时用作作业区域。ROM203为读出专用的非易失性存储介质,保存固件等程序。
HDD204为可读写信息的非易失性存储介质,保存OS(Operating System)、各种控制程序、应用程序等。I/F205连接并控制总线208与各种硬件或网络等。此外,I/F205还被用作各种装置获取信息或者向压延机输入信息的接口。
LCD206为用于操作者确认压延控制装置的状态的视觉性用户接口。操作部207是键盘或鼠标等用于操作员向压延控制装置输入信息的用户接口。在这种硬件结构中,保存在ROM203、HDD204或者未图示的光盘等记录介质中的程序被读取至RAM202,CPU201根据这些程序进行运算,从而构成软件控制部。这样构成的软件控制部可通过与硬件的组合来实现 本实施方式的压延控制装置的功能。
另外,在上述实施方式中,以各功能全部包括在压延控制装置中的情况为例进行了说明。如上所述,可以在一个信息处理装置中实现全部功能,也可以将各功能分散到更多的信息处理装置来实现。
符号说明
1 #1压延机支架
2 #2压延机支架
3 输入侧TR
4 输出侧TR
11、21 RG控制装置
12,22 轧制(mill)速度控制装置
13 输入侧张力控制装置
14 输出侧张力控制装置
15 输入侧张力电流变换装置
16 输出侧张力电流变换装置
32 输入侧TR控制装置
42 输出侧TR控制装置
51 输入侧张力计
52 支架间张力***
53 输出侧张力计
54 输出侧板厚计
61 压下板厚控制装置
62 速度板厚控制装置
63 速度张力控制装置
64 压下张力控制装置
65 输入侧TR速度指令装置
70 控制方法选择装置
70a 最佳控制方法决定装置
70b 控制输出选择装置
71 输入侧张力设定装置
72 输出侧张力设定装置
73 压延速度设定装置
74 #1支架压下位置设定装置
75 #2支架压下位置设定装置
76 速度比设定装置
77 输入侧速度设定装置
78 #1支架速度修正装置
79 #2支架速度修正装置
80 速度基准选择装置
201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 HDD
205 I/F
206 LCD
207 操作部
Claims (4)
1.一种压延控制装置,对通过两个辊对连续地压延被压延件的压延机进行控制,该压延控制装置的特征在于,具备:
轧辊开口度控制部,基于为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的张力,控制所述辊对中的辊间的间隔;
速度控制部,基于被压延的所述被压延件的板厚,控制为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的传输速度;和
中间张力控制部,通过在所述被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的所述辊对的辊速度,从而控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力。
2.根据权利要求1所述的压延控制装置,其特征在于,
所述轧辊开口度控制部具有基于被压延的所述被压延件的板厚来控制所述辊对中的辊间的间隔的功能,
所述速度控制部具有如下功能,即基于为了进行所述辊对的压延而***到所述压延机中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的张力,控制为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的传输速度,
所述中间张力控制部具有如下功能,即通过在所述被压延件的传输方向上调整在前级侧配置的所述辊对的辊速度,从而控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力,
所述压延控制装置还包括控制方式决定部,该控制方式决定部决定所述轧辊开口度控制部、所述速度控制部及所述中间张力控制部各自的、基于被压延的所述被压延件的板厚的控制及基于所述被压延件的张力的控制的执行方式。
3.根据权利要求2所述的压延控制装置,其特征在于,
所述控制方式决定部,
作为所述轧辊开口度控制部的控制的执行方式,选择基于在所述被压延件的传输方向上被***到在前级侧配置的所述辊对中的所述被压延件或被压延后从在前级侧配置的辊对送出的所述被压延件的张力来控制所述辊对中的辊间的间隔的方式,且作为所述速度控制部的控制的执行方式,选择基于被在后级侧配置的辊对压延的所述被压延件的板厚而控制为了进行所述辊对的压延而***到在前级侧配置的辊对中的所述被压延件或被压延后从在前级侧配置的辊对送出的所述被压延件的传输速度的方式时,作为所述中间张力控制部的控制的执行方式,选择通过在所述被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的所述辊对的辊速度来控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力的方式。
4.一种压延控制方法,对通过两个辊对连续地压延被压延件的压延机进行控制,该压延控制方法的特征在于,
基于为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的张力,控制所述辊对中的辊间的间隔,
基于被压延的所述被压延件的板厚,控制为了进行所述辊对的压延而***到所述辊对中的所述被压延件或被压延后从所述辊对送出的所述被压延件的传输速度,
通过在所述被压延件的传输方向上调整在后级侧配置的所述辊对的辊速度,从而控制所述两个辊对间的所述被压延件的张力。
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