JP2018144094A - Rolling controller and rolling control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロール偏芯を考慮した板厚制御に好適な圧延制御装置および圧延制御方法に関する。 The present invention relates to a rolling control device and a rolling control method suitable for sheet thickness control in consideration of roll eccentricity.
圧延機における板厚制御では、バックアップロールの偏芯が板厚偏差を発生させ、問題になっている。通常、バックアップロールの偏芯が板厚偏差に与える影響を軽減するためには、圧延荷重の変動、あるいは圧延機出側の板厚偏差からロール偏芯成分を学習して、圧延機の圧下位置を制御するロール偏芯制御が用いられる。 In plate thickness control in a rolling mill, eccentricity of the backup roll causes a plate thickness deviation, which is a problem. Usually, in order to reduce the influence of eccentricity of the backup roll on the thickness deviation, the roll eccentricity component is learned from the fluctuation of the rolling load or the thickness deviation on the delivery side of the rolling mill, and the rolling position of the rolling mill is reduced. Roll eccentricity control is used to control.
ところで、圧延荷重変動量や板厚偏差の信号には、ロール偏芯による影響以外の成分が多く含まれている。そこで、ロール偏芯制御では、上下のロール回転角に合わせて偏芯量を学習または積算してロール偏芯成分を抽出、または、フーリエ変換によりロール偏芯成分を計算することが一般的に行われている。 By the way, many signals other than the influence by roll eccentricity are contained in the signal of the rolling load fluctuation amount and the plate thickness deviation. Therefore, in roll eccentricity control, it is generally performed to extract or extract the roll eccentric component by learning or integrating the eccentric amount according to the upper and lower roll rotation angles, or to calculate the roll eccentric component by Fourier transform. It has been broken.
また、ロール偏芯の板厚偏差への影響を小さくするためには、学習係数や制御ゲインを大きく設定して、実際のロール偏芯と圧下位置の変更量とを一致させる制御が行われる。一般に、ロール偏芯による板厚変動は、上下バックアップロールの回転の1倍からN倍の周波数成分を含んでおり、しかも、ロール偏芯の周期は、圧延速度により変化する。そのため、ロールの回転周波数またはそのN倍の周波数に近い張力変動などの外乱要素が発生した場合には、その周波数付近で共振系が形成され、圧延機出側の板厚偏差が悪化する。さらに、圧延機出側の板厚偏差信号は、圧延機入側の板厚偏差や、被圧延材の硬度斑、圧延機入側および出側の張力の影響を受け易く、ロール偏芯以外の外乱も多い。したがって、共振や外乱による影響を抑えるためには、ロール偏芯成分のみを検出する仕組みが必要となる。 In order to reduce the influence of the roll eccentricity on the plate thickness deviation, the learning coefficient and the control gain are set to be large so that the actual roll eccentricity and the change amount of the reduction position are matched. In general, the thickness variation due to roll eccentricity includes a frequency component that is 1 to N times the rotation of the upper and lower backup rolls, and the roll eccentricity period varies depending on the rolling speed. Therefore, when a disturbance element such as a tension fluctuation close to the rotation frequency of the roll or N times the frequency occurs, a resonance system is formed in the vicinity of the frequency, and the thickness deviation on the rolling mill exit side deteriorates. Furthermore, the sheet thickness deviation signal on the exit side of the rolling mill is easily affected by the thickness deviation on the entrance side of the rolling mill, the hardness unevenness of the material to be rolled, and the tension on the entrance side and the exit side of the rolling mill. There are also many disturbances. Therefore, in order to suppress the influence due to resonance and disturbance, a mechanism for detecting only the roll eccentric component is required.
例えば、特許文献1には、フーリエ変換により、上下2つのバックアップロールの偏芯成分を高精度に抽出することにより、ロール偏芯による板厚偏差を除去する技術が開示されている。また、特許文献2には、ロールギャップと圧延荷重から計算したゲージメータ板厚偏差と圧延機の出側板厚計で検出した板厚偏差とを比較して、その差をロール偏芯信号とし、フーリエ変換によりロール偏芯成分を検出する技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a technique for removing plate thickness deviation due to roll eccentricity by extracting the eccentric components of two upper and lower backup rolls with high accuracy by Fourier transform.
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、ロール偏芯制御出力の位相ずれなどに起因する共振や外乱の影響を除去できない。そのため、上下バックアップロールのそれぞれの回転周波数と同じ周波数および2倍程度までの板厚変動成分は除去することができるが、回転周波数の3倍以上の高い周波数の板厚変動成分を除去することはできない。そのため、ロール偏芯による板厚偏差の変動成分のうち、高周波成分(上下バックアップロールの回転周波数の複数倍の周波数成分など)を除去することができない。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 cannot remove the influence of resonance and disturbance caused by the phase shift of the roll eccentricity control output. Therefore, it is possible to remove the plate thickness fluctuation component up to about twice the same frequency as the rotation frequency of each of the upper and lower backup rolls, but it is possible to remove the plate thickness fluctuation component having a frequency higher than three times the rotation frequency. Can not. For this reason, among the fluctuation components of the thickness deviation due to roll eccentricity, it is not possible to remove high frequency components (such as frequency components multiple times the rotational frequency of the upper and lower backup rolls).
特許文献2に開示された技術は、理論的には、ロール偏芯量の正しい検出を可能とするものであるが、現実には、とくに圧延速度が高速の場合には、ロール偏芯量を精度よく検出することができないという問題がある。現実の圧下位置制御装置は、専用のハードウェアで構成されているため、圧下位置制御装置からロール偏芯制御装置へ圧下位置の実績値をイータフェースする際の圧下位置データの更新時間に制約が生じる。したがって、圧延速度が高速の場合には、圧下位置データの更新遅れが生じると、ゲージメータ板厚を正しく計算できなくなり、ロール偏芯量を精度よく検出することができなくという問題が生じる。
The technique disclosed in
本発明の目的は、ロール偏芯量の高周波成分(バックアップロール回転周波数の複数倍の周波数成分)を精度よく検出し、ロール偏芯による板厚偏差を低減することが可能な圧延制御装置および圧延制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to accurately detect a high frequency component of a roll eccentricity amount (a frequency component that is a multiple of the backup roll rotation frequency) and reduce a thickness deviation due to roll eccentricity, and a rolling control apparatus. It is to provide a control method.
本発明に係る圧延制御装置は、圧延ロールを備えて被圧延材を圧延する圧延機を制御する圧延制御装置であって、前記被圧延材が前記圧延ロールから受ける圧延荷重の変動に基づき、前記圧延ロールの第1のロール偏芯量を計算する第1のロール偏芯量計算部と、前記被圧延材の前記圧延機からの出側の板厚偏差に基づき、前記圧延ロールの第2のロール偏芯量を計算する第2のロール偏芯量計算部と、前記圧延ロールの所定の回転角刻み毎に、前記第1のロール偏芯量計算部と前記第2のロール偏芯量計算部とによりそれぞれ計算される前記第1のロール偏芯量と前記第2のロール偏芯量とを足し合わせたロール偏芯量を、前記圧延ロールが1回転するたびに学習するロール偏芯量学習部と、前記ロール偏芯量学習部で学習したロール偏芯量を前記圧延ロールの圧下位置を制御する圧下位置制御装置へ出力するロール偏芯制御出力部と、を備えることを特徴とする。 The rolling control device according to the present invention is a rolling control device that controls a rolling mill that includes a rolling roll to roll the material to be rolled, and is based on the fluctuation in rolling load that the material to be rolled receives from the rolling roll. Based on the first roll eccentricity amount calculation unit for calculating the first roll eccentricity amount of the rolling roll, and the thickness deviation on the outlet side of the material to be rolled from the rolling mill, the second of the rolling roll A second roll eccentricity calculation unit for calculating the roll eccentricity, and the first roll eccentricity calculation unit and the second roll eccentricity calculation for each predetermined rotation angle increment of the rolling roll. The roll eccentric amount that learns the roll eccentric amount obtained by adding the first roll eccentric amount and the second roll eccentric amount calculated respectively by the section each time the rolling roll makes one rotation. Roll eccentricity learned by the learning unit and the roll eccentricity learning unit The characterized in that it and a roll eccentricity control output unit for outputting to the rolling position control device for controlling the rolling position of the rolling rolls.
本発明によれば、バックアップロール回転周波数の複数倍の周波数成分のロール偏芯量を精度よく検出し、ロール偏芯による板厚偏差を低減することが可能な圧延制御装置および圧延制御方法が提供される。 According to the present invention, there are provided a rolling control device and a rolling control method capable of accurately detecting the roll eccentricity of a frequency component multiple times the backup roll rotational frequency and reducing the thickness deviation due to roll eccentricity. Is done.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and the overlapping description is abbreviate | omitted.
≪第1の実施形態≫
図1は、本発明の第1の実施形態に係る圧延制御装置100におけるロール偏芯制御構成の例およびその制御対象である圧延機150の構成の例を示した図である。図1に示すように、被圧延材1を圧延する圧延機150は、バックアップロール2,3、中間ロール4,5、ワークロール6,7からなる6段の圧延ロールを備えて構成される。さらに、圧延機150には、圧下位置制御装置8、圧延荷重検出器9、出側板厚検出器10、バックアップロール回転検出器11,12などが付属する。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a roll eccentricity control configuration in the
ここで、圧下位置制御装置8は、ワークロール7の圧下位置およびギャップを目標位置に制御する。また、バックアップロール2の上部に設置された圧延荷重検出器9は、被圧延材1に対する圧延荷重を検出し、出側板厚検出器10は、圧延後の被圧延材1の板厚を測定する。また、バックアップロール回転検出器11,12は、それぞれバックアップロール2,3の回転角度を検出する。
Here, the reduction
なお、バックアップロール2,3の回転角度の検出は、バックアップロール回転検出器11,12を用いる方法に限定されない。回転角度は、ワークロール6,7または中間ロール4,5を駆動する電動機の回転検出器で検出される回転角度と、ワークロール6,7または中間ロール4,5の径とバックアップロール2の径の比と、に基づき求めることもできる。さらには、バックアップロール2,3の1回転または1/2回転などを検出するセンサを設置して、それぞれの回転角度の検出精度を向上させる構成としてもよい。
The detection of the rotation angle of the
圧延制御装置100は、ロール偏芯量計算部13,14、ロール偏芯量移送処理部20,21,30,31、ロール偏芯量学習部22,32、ロール偏芯制御出力演算部24,34、ロール偏芯制御出力部40などの処理機能ブロックを含んで構成される。さらに、圧延制御装置100は、ロール偏芯量学習テーブル23,33などの記憶機能ブロックを含んで構成される。
The
ここで、2つのロール偏芯量計算部13,14は、圧延荷重変動量と板厚偏差のいずれを用いてロール偏芯量を計算するかにより荷重モードと板厚モードに区別される。一方、2つのロール偏芯量学習部22,23は、上のバックアップロール2、下のバックアップロール3のいずれのロール偏芯量を学習するかにより区別される。また、4つのロール偏芯量移送処理部20,21,30,31は、圧延荷重変動量、板厚偏差、上のバックアップロール2および下のバックアップロール3のいずれのロール偏芯量を移送処理するかにより区別される。
Here, the two roll
なお、以上のような構成を有する圧延制御装置100は、一般的なコンピュータを含んだディジタル制御回路によって構成される。その場合、圧延制御装置100を構成する前記の機能処理ブロックの機能は、コンピュータの演算処理装置が主メモリなどの記憶装置に記憶された所定のプログラムを実行することにより実現される。また、ロール偏芯量学習テーブル23,33などの記憶機能ブロックは、そのコンピュータの記憶装置の中に構成される。
In addition, the
以下、圧延制御装置100を構成する各機能処理ブロックの機能について、詳細に説明する。
Hereinafter, the function of each function processing block constituting the
<ロール偏芯量計算部13,14>
荷重モードのロール偏芯量計算部13は、圧延荷重検出器9で検出された圧延荷重から圧延荷重変動量ΔPを計算し、さらに、圧延荷重変動量ΔPに基づいて荷重モードのロール偏芯量ΔSREC(ΔP)を計算する。
<Roll
The load mode roll
ここで、圧延荷重変動量ΔPは、圧延荷重検出器9で検出された圧延荷重から所定の基準値を減算することにより求められる。ここで、所定の基準値とは、例えば、バックアップロール2またはバックアップロール3が1回転する間に圧延荷重検出器9で検出された圧延荷重の平均値である。あるいは、この所定の基準値は、特定の回転角度で検出された圧延荷重であってもよいし、予め基準値として適宜設定された圧延荷重値であってもよい。
Here, the rolling load fluctuation amount ΔP is obtained by subtracting a predetermined reference value from the rolling load detected by the
荷重モードのロール偏芯量計算部13は、次の式(1)により、荷重モードのロール偏芯量ΔSREC(ΔP)を計算する。ただし、この場合、圧延機150は、被圧延材1を圧延中ではなく、ワークロール6,7が被圧延材1に単に接触した状態であるとする。
板厚モードのロール偏芯量計算部14は、出側板厚検出器10で検出された被圧延材1の板厚偏差Δh基づき板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)を、次の式(2)により計算する。
ここで、圧延機出側の板厚偏差Δhがロール偏芯の影響ではなく、被圧延材1の硬度斑やその他の外乱により発生したものと仮定すると、その圧延荷重変動量ΔPは、圧延機出側の板厚偏差Δhに応じて発生する。この場合、圧延機出側の板厚偏差Δhと圧延荷重変動量ΔPとの間には、次の式(3)で表される関係がある。
そこで、荷重モードのロール偏芯量計算部13は、圧延中の被圧延材1に圧延荷重変動量ΔPが印加された場合について、荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)を、次の式(4)により計算する。
したがって、荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)と板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)との合計ΔSREC(Δh,ΔP)は、次の式(5)により求めることができる。
式(5)は、圧延荷重変動量ΔPに基づく荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)と板厚偏差Δhに基づく板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)とが互いに打ち消し合いゼロになること意味している。言い換えれば、式(5)は、ロール偏芯以外の外乱による影響をキャンセルしたロール偏芯量だけを抽出することが可能なことを意味している。このことについて、図2および図3を用いてさらに説明をする。 Equation (5) shows that the roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) in the load mode based on the rolling load fluctuation amount ΔP and the roll eccentricity ΔS REC (Δh) in the thickness mode based on the thickness deviation Δh cancel each other. It means to become zero. In other words, equation (5) means that only the roll eccentricity that has canceled the influence of disturbances other than roll eccentricity can be extracted. This will be further described with reference to FIGS.
図2(a)は、ロール偏芯により生じる圧延荷重変動量ΔPと板厚偏差Δhの例を示した図、(b)は、ロール偏芯量の計算値の例を示した図、および(c)は、ロール偏芯量の検出値の例を示した図である。図2(a)に示すように、ロール偏芯により圧延荷重変動量ΔPがプラス側に振れると、板厚偏差Δhは、マイナス側に振れる。また、圧延荷重変動量ΔPがマイナス側に振れると、板厚偏差Δhは、プラス側に振れる。すなわち、圧延荷重変動量ΔPと板厚偏差Δhとは、互いに位相が逆転したものとなる 2A is a diagram showing examples of rolling load fluctuation amount ΔP and sheet thickness deviation Δh caused by roll eccentricity, FIG. 2B is a diagram showing examples of calculated values of roll eccentricity, and FIG. (c) is the figure which showed the example of the detected value of roll eccentricity. As shown in FIG. 2A, when the rolling load fluctuation amount ΔP swings to the plus side due to roll eccentricity, the plate thickness deviation Δh swings to the minus side. Further, when the rolling load fluctuation amount ΔP swings to the minus side, the sheet thickness deviation Δh swings to the plus side. That is, the rolling load fluctuation amount ΔP and the plate thickness deviation Δh are reversed in phase.
その結果、式(4)により計算される荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)と、式(2)により計算される板厚モードロール偏芯量ΔSREC(Δh)とは、図2(b)に示すように互いに同じ位相となる。したがって、ロール偏芯量の検出値は、図2(c)に示すように、ΔSREC2(ΔP)とΔSREC(Δh)とを合計したものとなる。 As a result, the load mode roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) calculated by the equation (4) and the plate thickness mode roll eccentricity ΔS REC (Δh) calculated by the equation (2) are shown in FIG. As shown in (b), they have the same phase. Accordingly, the detected value of the roll eccentricity is the sum of ΔS REC2 (ΔP) and ΔS REC (Δh) as shown in FIG.
図3は、(a)ロール偏芯以外の外乱により生じる圧延荷重変動量ΔPと板厚偏差Δhの例、(b)ロール偏芯量の計算値の例、および(c)ロール偏芯量の検出値の例を示した図である。ロール偏芯以外の外乱の場合、圧延荷重変動量ΔPは、主として板厚偏差Δhにより生じるものであるから、荷重変動ΔPの位相と板厚偏差Δhの位相は、図3(a)に示すように、互いに同じ位相となる。 FIG. 3 shows (a) an example of a rolling load fluctuation amount ΔP and a plate thickness deviation Δh caused by disturbances other than roll eccentricity, (b) an example of a calculated value of roll eccentricity, and (c) roll eccentricity amount. It is the figure which showed the example of the detected value. In the case of disturbances other than roll eccentricity, the rolling load fluctuation amount ΔP is mainly caused by the plate thickness deviation Δh. Therefore, the phase of the load fluctuation ΔP and the phase of the plate thickness deviation Δh are as shown in FIG. Furthermore, they have the same phase.
その結果、式(4)により計算される荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)と、板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)とは、図3(b)に示すように互いに逆の位相となる。したがって、ロール偏芯量の検出値は、これらを足し合わせたもの、すなわち、図3(c)に示すようにゼロとなる。 As a result, the roll mode roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) calculated by the equation (4) and the sheet thickness mode roll eccentricity ΔS REC (Δh) are as shown in FIG. The phases are opposite to each other. Therefore, the detected value of the roll eccentricity is zero, as shown in FIG. 3 (c).
<ロール偏芯量移送処理部20,21,30,31>
ところで、圧延荷重変動量ΔPは、圧延荷重検出器9により圧延機直下の値を遅れ時間なく検出することが可能である。一方、板厚偏差Δhは、圧延機150から離れた位置に設けられた出側板厚検出器10で検出されるので無駄時間が発生する。したがって、前記の式(2)、式(4)などを計算する場合には、バックアップロール2,3のそれぞれの回転角度を基準に、圧延荷重変動量ΔPと板厚偏差Δhの位相を揃える必要がある。
<Roll eccentricity
By the way, the rolling load fluctuation amount ΔP can be detected by the rolling
本実施形態では、荷重モードのロール偏芯量移送処理部20は、バックアップロール2の1回転分の荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)を記憶する第1のトラッキングテーブル(図示省略)を有している。
In the present embodiment, the load mode roll eccentricity
そして、荷重モードのロール偏芯量移送処理部20は、バックアップロール回転検出器11を介してバックアップロール2の回転角を検出するとともに、ロール偏芯量計算部13を介して荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)を計算する。そして、その計算した荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)を前記検出した回転角に対応づけて、前記第1のトラッキングテーブルに格納する。このようにして、第1のトラッキングテーブルには、バックアップロール2の回転角が例えば1度毎の360度分の荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)が記憶される。
The load mode roll eccentricity
板厚モードのロール偏芯量移送処理部21は、第1のトラッキングテーブルと同様の構成を有する第2のトラッキングテーブル(図示省略)を有している。その第2のトラッキングテーブルには、バックアップロール2の回転角が例えば1度毎の360度分の板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)が記憶される。
The roll thickness
さらに、板厚モードのロール偏芯量移送処理部20は、被圧延材1が圧延機直下から出側板厚検出器10の位置までに移動する間にバックアップロール2が回転する回転角を求める。そして、この求めた回転角を、荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)と板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)との位相差とする。これにより、バックアップロール2の1回転分前のデータについて、板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)を圧延機直下で求められた荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)と同じ位相に揃えることが可能になる。
Furthermore, the roll eccentricity amount
荷重モードのロール偏芯量移送処理部30は、バックアップロール3の1回転分の荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)を記憶する第3のトラッキングテーブル(図示省略)を有している。また、板厚モードのロール偏芯量移送処理部31も、バックアップロール3の1回転分の荷重モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)を記憶する第4のトラッキングテーブル(図示省略)を有している。
The load mode roll eccentricity
そして、前記と同様にして、バックアップロール3の1回転分前のデータについて、前記第3および第4のトラッキングテーブルに記憶されている板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)と荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)との位相が揃えられる。 In the same manner as described above, the roll eccentricity ΔS REC (Δh) of the plate thickness mode and the load mode stored in the third and fourth tracking tables are stored for the data one rotation before the backup roll 3. The phase with the roll eccentric amount ΔS REC2 (ΔP) of is aligned.
以上のようにして位相が揃えられたバックアップロール2,3それぞれについての板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)および荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)は、ロール偏芯量学習部22,32に出力される。
The thickness eccentricity roll eccentricity ΔS REC (Δh) and the load mode roll eccentricity ΔS REC2 (ΔP) for each of the backup rolls 2 and 3 whose phases are aligned as described above are the roll eccentricity amount. The data is output to the
<ロール偏芯量学習部22,32>
図4は、バックアップロール2のロール偏芯量を学習するロール偏芯量学習部22の詳細な構成の例を示した図である。なお、バックアップロール3のロール偏芯量についてのロール偏芯量学習部32も同様の構成であるので、以下では、バックアップロール2のロール偏芯量についてのロール偏芯量学習部22についてのみ説明する。
<Roll
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of the roll
ロール偏芯量学習部22には、ロール偏芯量学習部22により学習されたロール偏芯学習値を格納するロール偏芯量学習テーブル23が付属する。ロール偏芯量学習部22は、ロール偏芯量移送処理部20,21のそれぞれから得られるロール偏芯量ΔSREC2(ΔP),ΔSREC(Δh)と、ロール偏芯量学習テーブル23から得られる前回のロール偏芯学習値とに基づき、新たなロール偏芯学習値を計算する。
The roll
すなわち、図4に示すように、荷重モードのロール偏芯量学習値計算部222は、荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)に学習ゲインG1Pを乗算して、荷重モードのロール偏芯学習値を得る。また、板厚モードのロール偏芯量学習値計算部223は、板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)に学習ゲインG1hを乗算して、板厚モードのロール偏芯学習値を得る。
That is, as shown in FIG. 4, the load mode roll eccentricity learning
ロール偏芯量フィルタリング処理部221は、ロール偏芯量学習テーブル23に記憶されているロール偏芯学習値と、そのロール偏芯学習値の前後の回転角に対応して記憶されているロール偏芯学習値との間で、所定の重み付け移動平均値を求める。そして、ロール偏芯量学習値計算部224は、ロール偏芯量フィルタリング処理部221により求められた重み付け移動平均値に所定の学習係数G2を乗算して、前回のロール偏芯量学習値を得る。
The roll eccentricity
ロール偏芯量学習テーブル値計算部225は、ロール偏芯量学習値計算部222,223で算出した荷重モード、板厚モードのロール偏芯量学習値と、ロール偏芯量学習値計算部224で算出した前回のロール偏芯量学習値を加算して、今回のロール偏芯量学習値を算出する。さらに、ロール偏芯量学習テーブル値計算部225は、前記算出した今回のロール偏芯量学習値によりロール偏芯量学習テーブル23を更新する。
The roll eccentricity learning table
したがって、以上のロール偏芯量学習テーブル23の内容は、バックアップロール2が1回転する間に、角回転角度に対応するロール偏芯量学習値が1回ずつ更新される。
Therefore, the roll eccentricity learning table 23 updates the roll eccentricity learning value corresponding to the angular rotation angle once, while the
図4のロール偏芯量学習部22は、バックアップロール2の回転周波数およびそのN倍の周波数の信号を抽出するデジタルフィルタとして機能する。そのとき、学習ゲインG1P、G1h、G2は、ロール偏芯量を学習するためのデジタルフィルタのパラメータであり、このデジタルフィルタによるロール偏芯制御系の制御ゲインKpは、次の式(6)で表される。
ここで、学習ゲインG1P、G1h、G2の値を変更すると、このデジタルフィルタの特性が変化する。例えば、G1P=0.1、G1P=0.1、G2=0.9とするとKp=2となり、ゲインが2倍の比例制御となる。G1P=0.1、G1P=0.1、G2=0.99の場合、Kp=20となり、ゲインが20倍の比例制御となる。このとき、ロール偏芯の影響による残留板厚偏差は、1/(Kp+1)=1/21となり、理論的には5%以下に抑えることができる。また、G2=1.0に設定すると積分制御となり、理論的にはロール偏芯の影響による板厚偏差はゼロになる。G2が1.0を超えると発散する。 Here, if the values of the learning gains G 1P , G 1h , G 2 are changed, the characteristics of the digital filter change. For example, if G 1P = 0.1, G 1P = 0.1, and G 2 = 0.9, then K p = 2 and the proportional control is doubled in gain. When G 1P = 0.1, G 1P = 0.1, and G 2 = 0.99, K p = 20 and proportional control with a gain of 20 is obtained. At this time, the residual thickness deviation due to the roll eccentricity is 1 / (K p +1) = 1/21, which can be theoretically suppressed to 5% or less. When G 2 = 1.0 is set, integral control is performed, and theoretically, the thickness deviation due to the influence of roll eccentricity becomes zero. Divergence occurs when G 2 exceeds 1.0.
なお、バックアップロール2の偏芯量は、圧延中に変化するため、ロール偏芯量学習テーブル23の忘却係数を考慮して、学習ゲインG2は、0.9〜1.0の間の値に設定するのがよい。
Since the eccentric amount of the
<ロール偏芯制御出力演算部24,34、ロール偏芯制御出力部40>
バックアップロール2のロール偏芯制御出力演算部24は、バックアップロール2のロール偏芯量学習テーブル23から、データの伝送遅れなどを考慮し、圧延機直下の少し前の回転角に対応するロール偏芯量学習値を読み出す。そして、その読み出したロール偏芯量学習値をバックアップロール2のロール偏芯量SRECTOPとしてロール偏芯制御出力部40へ出力する。
<Roll eccentricity control
The roll eccentricity control
同様に、バックアップロール3のロール偏芯制御出力演算部34は、バックアップロール3のロール偏芯量学習テーブル33から、データの伝送遅れなどを考慮し、圧延機直下の少し前の回転角に対応するロール偏芯量学習値を読み出す。そして、その読み出したロール偏芯量学習値をバックアップロール3のロール偏芯量SRECBOTとしてロール偏芯制御出力部40へ出力する。
Similarly, the roll eccentricity control
ロール偏芯制御出力部40は、バックアップロール2のロール偏芯量SRECTOPと、バックアップロール3のロール偏芯量SRECBOTとを加算し、その加算値をロール偏芯制御指令SRECとして圧下位置制御装置8へ出力する。このとき、圧下位置制御装置8は、ロール偏芯制御指令SRECに基づき、バックアップロール2,3のロール偏芯の影響が打ち消されるように圧下位置を変更する。
Roll eccentricity
<本実施形態の効果>
以上、本実施形態では、ロール偏芯量学習部22,32は、荷重モードのロール偏芯量ΔSREC2(ΔP)および板厚モードのロール偏芯量ΔSREC(Δh)を足し合わせた上で、バックアップロール2,3が1回転する毎に学習処理をする。そして、この学習処理は、フィルタ機能を有し、その処理結果は、バックアップロール2,3の所定の回転角刻み毎(例えば、1度毎)に得られる。したがって、本実施形態に係る圧延制御装置100では、バックアップロール2,3の回転周波数の複数倍(N倍)のロール偏芯量を抽出することが可能になる。
<Effect of this embodiment>
As described above, in the present embodiment, the roll eccentric
また、本実施形態に係る圧延制御装置100は、バックアップロール2,3のそれぞれについて、各種の外乱の影響が除去されたロール偏芯量SRECTOP,SRECBOTを抽出することができる。そのため、圧延制御装置100は、そのロール偏芯量SRECTOP,SRECBOTに対応したロール偏芯制御指令SRECを圧下位置制御装置8に指令することにより、ロール偏芯量の影響をなくすことができる。よって、本実施形態では、ロール偏芯による板厚変動を精度よく抑制することができる。
Moreover, the rolling
≪第2の実施形態≫
図5は、本発明の第2の実施形態に係る圧延制御装置100aにおけるロール偏芯制御構成の例およびその制御対象である圧延機150aの構成の例を示した図である。第1の実施形態に係る圧延制御装置100(図1参照)では、ロール偏芯制御への板厚制御の影響が考慮されていないが、第2の実施形態では、板厚制御の影響を考慮したロール偏芯制御系の例について説明する。なお、ここでいう板厚制御は、ロール偏芯以外の外乱によって変動する板厚を一定に保つための制御をいう。
<< Second Embodiment >>
FIG. 5 is a diagram showing an example of the roll eccentricity control configuration in the rolling
図5に示すように、第2の実施形態に係る圧延制御装置100aの構成は、図1の圧延制御装置100の構成に、入側板厚検出器15および板厚制御部16が追加された構成となる。ただし、入側板厚検出器15は省略してもよい。
As shown in FIG. 5, the configuration of the rolling
板厚制御部16は、入側板厚検出器15、出側板厚検出器10により検出された入側板厚偏差ΔH、出側板厚偏差Δhから求められる、圧延機150aの出側板厚が所望の板厚目標値となるような圧下位置指令ΔSAGCを圧下位置制御装置8に出力する。この圧下位置指令ΔSAGCは、ロール偏芯とは関係がないため、第1の実施形態の場合のロール偏芯制御系にとっては外乱となる。
The plate
ここで、圧延機150aの出側板厚が一定であると仮定すると、板厚制御部16からの圧下位置指令ΔSAGCによって生じる圧延荷重の変化量ΔPAGCは、次の式(7)で計算される。
したがって、ロール偏芯制御に使用する荷重変動ΔPRECを、圧下位置指令ΔSAGCによる圧延荷重の変化量ΔPAGCで補正すれば、板厚制御の影響を排除することができる。すなわち、ロール偏芯制御に使用する荷重変動ΔPRECは、次の式(8)により計算することができる。
したがって、本実施形態では、式(8)のロール偏芯制御用の荷重変動ΔPRECを用いて、第1の実施形態の場合と同様なロール偏芯制御を実施することができる。よって本実施形態でも第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the present embodiment, the roll eccentricity control similar to that in the first embodiment can be performed using the load fluctuation ΔP REC for roll eccentricity control of Expression (8). Therefore, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
なお、本発明は、以上に説明した実施形態および変形例に限定されるものではなく、さらに、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態および変形例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態や変形例の構成の一部を、他の実施形態や変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態や変形例の構成に他の実施形態や変形例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態や変形例の構成の一部について、他の実施形態や変形例に含まれる構成を追加・削除・置換することも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and further includes various modifications. For example, the above-described embodiments and modifications have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of an embodiment or modification can be replaced with the configuration of another embodiment or modification, and the configuration of another embodiment or modification can be replaced with another embodiment or modification. It is also possible to add the following configuration. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment or modification, the configuration included in another embodiment or modification may be added, deleted, or replaced.
1 被圧延材
2,3 バックアップロール
4,5 中間ロール
6,7 ワークロール
8 圧下位置制御装置
9 圧延荷重検出器
10 出側板厚検出器
11,12 バックアップロール回転検出器
13 荷重モードのロール偏芯量計算部(第1のロール偏芯量計算部)
14 板厚モードのロール偏芯量計算部(第2のロール偏芯量計算部)
15 入側板厚検出器
16 板厚制御部
20,21,30,31 ロール偏芯量移送処理部
22,32 ロール偏芯量学習部
23,33 ロール偏芯量学習テーブル
24 上ロール偏芯制御出力演算部
34 下ロール偏芯制御出力演算部
221 ロール偏芯量フィルタリング処理部
222 荷重モードのロール偏芯量学習値計算部
223 板厚モードのロール偏芯量学習値計算部
224 ロール偏芯量学習値計算部
225 ロール偏芯量学習テーブル値計算部
40 ロール偏芯制御出力部
100,100a 圧延制御装置
150 圧延機
ΔP 圧延荷重変動量(圧延荷重の変動量)
Δh 出側板厚偏差(板厚変動)
ΔH 入側板厚偏差
ΔSREC2(ΔP) 荷重モードのロール偏芯量(第1のロール偏芯量)
ΔSREC(Δh) 板厚モードのロール偏芯量(第2のロール偏芯量)
SRECTOP 上バックアップロールロール偏芯量
SRECBOT 下バックアップロールロール偏芯量
SREC ロール偏芯制御指令
ΔSAGC 板厚制御部からの圧下位置指令
ΔPAGC 板厚制御部からの圧下位置指令によって生じる圧延荷重の変化量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14 Sheet thickness mode roll eccentricity calculation section (second roll eccentricity calculation section)
DESCRIPTION OF
Δh Outlet thickness deviation (thickness fluctuation)
ΔH Thickness deviation on entry side ΔS REC2 (ΔP) Roll eccentricity in load mode (first roll eccentricity)
ΔS REC (Δh) Roll thickness eccentricity in sheet thickness mode (second roll eccentricity)
Rolling caused by reduction position command from the pressing position command [Delta] P AGC gauge control unit from S RECTOP the backup roll roll eccentricity S RECBOT under backup roll roll eccentricity S REC roll eccentricity control command [Delta] S AGC gauge control unit Load change
Claims (6)
前記被圧延材が前記圧延ロールから受ける圧延荷重の変動量に基づき、前記圧延ロールの第1のロール偏芯量を計算する第1のロール偏芯量計算部と、
前記被圧延材の前記圧延機からの出側の板厚偏差に基づき、前記圧延ロールの第2のロール偏芯量を計算する第2のロール偏芯量計算部と、
前記圧延ロールの所定の回転角刻み毎に、前記第1のロール偏芯量計算部と前記第2のロール偏芯量計算部とによりそれぞれ計算される前記第1のロール偏芯量と前記第2のロール偏芯量とを足し合わせたロール偏芯量を、前記圧延ロールが1回転するたびに学習するロール偏芯量学習部と、
前記ロール偏芯量学習部で学習したロール偏芯量を前記圧延ロールの圧下位置を制御する圧下位置制御装置へ出力するロール偏芯制御出力部と、
を備えること
を特徴とする圧延制御装置。 A rolling control device that controls a rolling mill that rolls a material to be rolled with a rolling roll,
A first roll eccentricity calculating unit that calculates a first roll eccentric amount of the rolling roll based on a fluctuation amount of a rolling load that the material to be rolled receives from the rolling roll;
A second roll eccentricity calculating unit that calculates a second roll eccentric amount of the rolling roll based on a thickness deviation on the exit side of the material to be rolled from the rolling mill;
The first roll eccentricity amount calculated by the first roll eccentricity amount calculation unit and the second roll eccentricity amount calculation unit and the first roll eccentricity amount calculation unit for each predetermined rotation angle increment of the rolling roll, respectively. A roll eccentric amount learning unit that learns the roll eccentric amount obtained by adding the two roll eccentric amounts each time the rolling roll makes one rotation;
A roll eccentricity control output unit that outputs the roll eccentricity amount learned by the roll eccentricity amount learning unit to a reduction position control device that controls the reduction position of the rolling roll; and
A rolling control device comprising:
をさらに備えること
を特徴とする請求項1に記載の圧延制御装置。 Phase matching between the first roll eccentricity calculated by the first roll eccentricity calculation unit and the second roll eccentricity calculated by the second roll eccentricity calculation unit, A roll eccentric amount transfer processing unit that outputs the first roll eccentric amount and the second roll eccentric amount after the phase alignment to the roll eccentric amount learning unit is further provided. The rolling control device according to claim 1.
前記第1のロール偏芯量計算部は、
前記第1のロール偏芯量の計算に用いる前記圧延荷重の変動量を、前記板厚制御部が出力する前記圧下位置制御指令によって生じる圧延荷重の変化量を用いて補正すること
を特徴とする請求項1に記載の圧延制御装置。 A sheet thickness control unit that outputs a rolling position control command for controlling the sheet thickness on the exit side of the material to be rolled from the rolling mill to a preset target sheet thickness, to the rolling position control device;
The first roll eccentricity calculation unit is:
The variation amount of the rolling load used for the calculation of the first roll eccentricity amount is corrected using the variation amount of the rolling load generated by the rolling position control command output by the plate thickness control unit. The rolling control apparatus according to claim 1.
前記圧延制御装置が、
前記被圧延材が前記圧延ロールから受ける圧延荷重の変動量に基づき、前記圧延ロールの第1のロール偏芯量を計算する第1のステップと、
前記被圧延材の前記圧延機からの出側の板厚偏差に基づき、前記圧延ロールの第2のロール偏芯量を計算する第2のステップと、
前記圧延ロールの所定の回転角刻み毎に、前記第1のステップと前記第2のステップとによりそれぞれ計算される前記第1のロール偏芯量と前記第2のロール偏芯量とを足し合わせたロール偏芯量を、前記圧延ロールが1回転するたびに学習する第3のステップと、
前記第3のステップで学習したロール偏芯量を前記圧延ロールの圧下位置を制御する圧下位置制御装置へ出力する第4のステップ部と、
を実行すること
を特徴とする圧延制御方法。 A rolling control method by a rolling control device that controls a rolling mill that rolls a material to be rolled with a rolling roll,
The rolling control device
A first step of calculating a first roll eccentric amount of the rolling roll based on a fluctuation amount of a rolling load that the material to be rolled receives from the rolling roll;
A second step of calculating a second roll eccentricity amount of the rolling roll based on a thickness deviation on the exit side of the material to be rolled from the rolling mill;
The first roll eccentricity amount and the second roll eccentricity amount calculated by the first step and the second step, respectively, are added for each predetermined rotation angle increment of the rolling roll. A third step of learning the roll eccentricity every time the rolling roll makes one rotation;
A fourth step unit that outputs the roll eccentricity learned in the third step to a rolling position control device that controls the rolling position of the rolling roll;
The rolling control method characterized by performing this.
前記第1のステップで計算した前記第1のロール偏芯量と前記第2のステップで計算した前記第2のロール偏芯量との位相合わせをし、前記位相合わせをした後の前記第1のロール偏芯量と前記第2のロール偏芯量とを、前記第3のステップを実行する前に前記第3のステップへ受け渡す第5のステップ
をさらに実行すること
を特徴とする請求項4に記載の圧延制御方法。 The rolling control device
The first roll eccentricity calculated in the first step and the second roll eccentricity calculated in the second step are phase-matched, and the first after the phase-matching A fifth step of transferring the roll eccentric amount and the second roll eccentric amount to the third step before executing the third step is further performed. 4. The rolling control method according to 4.
前記被圧延材の前記圧延機からの出側の板厚を予め設定した目標板厚に制御するための圧下位置制御指令を算出する第6のステップを、前記第1のステップを実行する前に実行し、
前記第1ステップでは、
前記第1のロール偏芯量の計算に用いる前記圧延荷重の変動量を、前記第6のステップで算出した前記圧下位置制御指令によって生じる圧延荷重の変化量を用いて補正すること
を特徴とする請求項4に記載の圧延制御方法。 The rolling control device
Before executing the first step, a sixth step of calculating a rolling position control command for controlling the thickness of the material to be rolled out from the rolling mill to a preset target thickness. Run,
In the first step,
The variation amount of the rolling load used for the calculation of the first roll eccentricity is corrected using the variation amount of the rolling load generated by the rolling position control command calculated in the sixth step. The rolling control method according to claim 4.
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