JP2018144094A - 圧延制御装置および圧延制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】圧延制御装置１００は、被圧延材１が受ける圧延荷重の変動量に基づき荷重モードのロール偏芯量を計算するロール偏芯量計算部１３と、被圧延材１の出側板厚偏差に基づき板厚モードのロール偏芯量を計算するロール偏芯量計算部１４と、バックアップロール２，３の所定の回転角刻み毎に、前記計算した荷重モードのロール偏芯量と板厚モードのロール偏芯量とを足し合わせたロール偏芯量を、バックアップロール２，３が１回転するたびに学習するロール偏芯量学習部２２と、前記学習したロール偏芯量をロール偏芯制御指令として圧下位置制御装置８へ出力するロール偏芯制御出力部４０と、を備えて構成される。【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００６−２７２４４６号公報 国際公開第２００９／１３６４３５号

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の第１の実施形態に係る圧延制御装置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の構成の例を示した図。 （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を示した図。 （ａ）は、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。 バックアップロールのロール偏芯量を学習するロール偏芯量学習部の詳細な構成の例を示した図。 本発明の第２の実施形態に係る圧延制御装置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の構成の例を示した図。

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。

≪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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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ΔＳ_REC（ΔＰ）を計算する。

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。

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ΔＳ_REC（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ΔＳ_REC（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ΔＳ_REC2（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ΔＳ_REC2（ΔＰ）と板厚モードのロール偏芯量ΔＳ_REC（Δｈ）との合計ΔＳ_REC（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ΔＳ_REC2（ΔＰ）と板厚偏差Δｈに基づく板厚モードのロール偏芯量ΔＳ_REC（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。

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

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ΔＳ_REC2（ΔＰ）と、式（２）により計算される板厚モードロール偏芯量ΔＳ_REC（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、ΔＳ_REC2（ΔＰ）とΔＳ_REC（Δｈ）とを合計したものとなる。

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。

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ΔＳ_REC2（ΔＰ）と、板厚モードのロール偏芯量ΔＳ_REC（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。

＜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。

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ΔＳ_REC2（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。

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ΔＳ_REC2（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ΔＳ_REC2（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ΔＳ_REC2（ΔＰ）が記憶される。

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ΔＳ_REC（Δｈ）が記憶される。

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ΔＳ_REC2（ΔＰ）と板厚モードのロール偏芯量ΔＳ_REC（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ΔＳ_REC（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ΔＳ_REC2（ΔＰ）と同じ位相に揃えることが可能になる。

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ΔＳ_REC2（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ΔＳ_REC（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。

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ΔＳ_REC（Δｈ）と荷重モードのロール偏芯量ΔＳ_REC2（ΔＰ）との位相が揃えられる。

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ΔＳ_REC（Δｈ）および荷重モードのロール偏芯量ΔＳ_REC2（ΔＰ）は、ロール偏芯量学習部２２，３２に出力される。

＜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。

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ΔＳ_REC2（ΔＰ），ΔＳ_REC（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。

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ΔＳ_REC2（ΔＰ）に学習ゲインＧ_1P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ΔＳ_REC（Δｈ）に学習ゲインＧ_1hを乗算して、板厚モードのロール偏芯学習値を得る。

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Ｇ_２を乗算して、前回のロール偏芯量学習値を得る。

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。

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。

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Ｇ_1P、Ｇ_1h、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Ｋ_pは、次の式（６）で表される。

ここで、学習ゲインＧ_1P、Ｇ_1h、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、Ｇ_1P＝０．１、Ｇ_1P＝０．１、Ｇ₂＝０．９とするとＫ_p＝２となり、ゲインが２倍の比例制御となる。Ｇ_1P＝０．１、Ｇ_1P＝０．１、Ｇ₂＝０．９９の場合、Ｋ_p＝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／（Ｋ_p＋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。

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。

＜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Ｓ_RECTOPとしてロール偏芯制御出力部４０へ出力する。

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Ｓ_RECBOTとしてロール偏芯制御出力部４０へ出力する。

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Ｓ_RECTOPと、バックアップロール３のロール偏芯量Ｓ_RECBOTとを加算し、その加算値をロール偏芯制御指令Ｓ_REC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Ｓ_REC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。

＜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ΔＳ_REC2（ΔＰ）および板厚モードのロール偏芯量ΔＳ_REC（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。

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Ｓ_RECTOP，Ｓ_RECBOT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Ｓ_RECTOP，Ｓ_RECBOTに対応したロール偏芯制御指令Ｓ_REC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。

≪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。

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。

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ΔＳ_AGCを圧下位置制御装置８に出力する。この圧下位置指令ΔＳ_AGC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。

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ΔＳ_AGCによって生じる圧延荷重の変化量ΔＰ_AGC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ΔＰ_RECを、圧下位置指令ΔＳ_AGCによる圧延荷重の変化量ΔＰ_AGC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ΔＰ_REC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ΔＰ_REC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。

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。

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
ΔＳ_REC2（ΔＰ） 荷重モードのロール偏芯量（第１のロール偏芯量）
ΔＳ_REC（Δｈ） 板厚モードのロール偏芯量（第２のロール偏芯量）
Ｓ_RECTOP 上バックアップロールロール偏芯量
Ｓ_RECBOT 下バックアップロールロール偏芯量
Ｓ_REC ロール偏芯制御指令
ΔＳ_AGC 板厚制御部からの圧下位置指令
ΔＰ_AGC 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

Claims (6)

1. 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。
2. 前記第１のロール偏芯量計算部で計算した前記第１のロール偏芯量と前記第２のロール偏芯量計算部で計算した前記第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、前記ロール偏芯量学習部へ出力するロール偏芯量移送処理部
   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。
3. 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前記圧下位置制御装置に出力する板厚制御部をさらに備え、
   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。
4. 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による圧延制御方法であって、
   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。
5. 前記圧延制御装置は、
   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。
6. 前記圧延制御装置は、
   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。

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