JP2910961B2 - Method for controlling tension and looper angle of material to be rolled in continuous rolling mill - Google Patents
Method for controlling tension and looper angle of material to be rolled in continuous rolling millInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧延スタンド間にルー
パーが配置された連続圧延機において、被圧延材の張力
及びルーパー角度を制御する方法に係り、特に、熱間圧
延仕上ミルに用いるのに好適な、圧下操作等の外乱に対
しても、被圧延材の張力及びルーパー角度の変動を抑制
することが可能な、被圧延材のスタンド間張力及びルー
パー角度の制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a tension of a material to be rolled and a looper angle in a continuous rolling mill in which a looper is arranged between rolling stands, and more particularly to a method for use in a hot rolling finishing mill. More particularly, the present invention relates to a method for controlling the tension between the stands and the looper angle of a material to be rolled, which can suppress the fluctuation of the tension and the looper angle of the material to be rolled even with disturbance such as a rolling operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱間圧延の仕上ミルでは、スタンド間の
ループ量を適切に維持し、被圧延材の張力を安定に保つ
ために、ルーパーと呼ばれる機構が設置されている。2. Description of the Related Art In a finishing mill for hot rolling, a mechanism called a looper is installed in order to appropriately maintain a loop amount between stands and stably maintain a tension of a material to be rolled.
【０００３】このルーパーにおいては、被圧延材の寸法
形状に直接影響する張力を安定に制御すると共に、ルー
パー角度の変動も抑制することが、操業の安定の意味か
ら重要である。張力とルーパー角度の２つの量を制御す
るために、従来から圧延スタンドのロール回転速度とル
ーパートルクの２つの操作量が用いられている。[0003] In this looper, it is important to stably control the tension which directly affects the dimensional shape of the material to be rolled and to suppress the fluctuation of the looper angle from the viewpoint of stable operation. In order to control two amounts of tension and a looper angle, two operation amounts of a roll rotation speed of a rolling stand and a looper torque are conventionally used.
【０００４】最も一般的な制御方法は、図１に示す如
く、ルーパー角度θを上流側（i ）あるいは下流側（i
＋１）の圧延スタンドのロール回転速度を修正すること
により制御し、ルーパートルクを、ルーパー角度θの変
動に応じて調整することにより、間接的に張力σを目標
値に制御する方法である。As shown in FIG. 1, the most common control method is to adjust the looper angle θ to the upstream side (i) or the downstream side (i).
In this method, the tension σ is indirectly controlled to a target value by controlling the rotation speed of the rolling stand of +1) by correcting the roll rotation speed and adjusting the looper torque according to the variation of the looper angle θ.
【０００５】しかしながら、この方法では、張力がオー
プンループ制御となっているため、張力制御性が悪いと
いう問題がある。又、張力とルーパー角度は互いに干渉
しており、張力変動はルーパー角度変動を誘発し、ルー
パー角度変動は張力変動をもたらすが、従来の制御で
は、この干渉が除去されていないために、ルーパー角度
の安定性が悪いという問題もある。[0005] However, this method has a problem that the tension control is poor because the tension is controlled by the open loop. Further, the tension and the looper angle interfere with each other, and the fluctuation in tension induces the fluctuation in the looper angle, and the fluctuation in the looper angle causes the fluctuation in tension. There is also a problem that the stability of is poor.
【０００６】そこで、特開昭５９−１１０４１０に記載
されているように、ルーパーに設置されたロードセル等
により張力を測定し、圧延スタンドのロール回転速度を
操作量として張力を制御し、ルーパートルクあるいはル
ーパー速度を操作量としてルーパー角度を制御する、２
つのフィードバックループを用いる方法が実用化されて
いる。Therefore, as described in JP-A-59-110410, the tension is measured by a load cell or the like installed on a looper, and the tension is controlled by using the roll rotation speed of a rolling stand as an operation amount, thereby obtaining a looper torque or Control the looper angle using the looper speed as an operation amount, 2
A method using two feedback loops has been put to practical use.
【０００７】更に、張力とルーパー角度の干渉の影響を
相殺するため、図２に示す如く、ルーパー特性を示すブ
ロックＧの前に、クロスコントローラＣと呼ばれる前置
補償器を併用して、クロスコントローラＣとルーパー特
性ブロックＧの相乗効果で、非干渉とすることも考えら
れている。Further, in order to cancel the influence of the interference between the tension and the looper angle, as shown in FIG. 2, a cross compensator called a cross controller C is used in front of a block G showing looper characteristics. Non-interference is also considered by the synergistic effect of C and the looper characteristic block G.
【０００８】又、特開昭５９−１１８２１３や特開昭５
９−１１８２１４に記載されている如く、ルーパー駆動
モータに対し速度制御を適用すると共に、観測可能量で
ある張力、ルーパー角度、ルーパーモータ速度を用いた
状態フィードバックと、その前段で積分を行うメインコ
ントローラとを組合せ、その際、Ｐ、Ｉゲインの評価関
数を時間領域で最適化する積分型最適レギュレータも提
案されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 59-118213 and
As described in 9-118214, a main controller that applies speed control to a looper drive motor, performs state feedback using an observable amount of tension, a looper angle, and a looper motor speed, and performs integration in a preceding stage. In this case, an integral type optimal regulator that optimizes the evaluation functions of the P and I gains in the time domain has been proposed.
【０００９】この最適レギュレータにおいては、希望す
る制御応答を得ようとする場合、２次評価関数の重み行
列を試行錯誤的に設定し、最適制御ゲインを決定しなけ
ればならないが、これを改良し、周波数領域における閉
ループ応答を規定することによって、設計を容易とした
Ｈ∞制御も提案されている。In this optimum regulator, in order to obtain a desired control response, the weight matrix of the secondary evaluation function must be set by trial and error to determine the optimum control gain. In addition, H∞ control that facilitates design by defining a closed loop response in the frequency domain has been proposed.
【００１０】前記非干渉制御、積分型最適レギュレー
タ、Ｈ∞制御では、ルーパー角度の制御性が従来に比べ
て格段に向上するが、これは、従来が、スタンド間のル
ープ量を操作することによりルーパー角度を操作する間
接的な方法であったのに対し、これらの制御は、基本的
にはルーパー角度偏差に基づきルーパーモータを駆動す
る直接的な方法になっており、位置サーボ系の応答だけ
で制御性が決められるようになっているためである。従
って、ルーパー角度制御の剛性は非常に高くなり、ルー
パーは、ほとんど固定されたのと同様になり、ルーパー
角度は安定する。In the non-interference control, the integral type optimal regulator, and the H∞ control, the controllability of the looper angle is remarkably improved as compared with the related art. Unlike the indirect method of operating the looper angle, these controls are basically a direct method of driving the looper motor based on the looper angle deviation, and only the response of the position servo system This is because the controllability can be determined by using. Therefore, the rigidity of the looper angle control becomes very high, the looper becomes almost fixed, and the looper angle becomes stable.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
制御方式では、ルーパー角度制御の剛性が低いために、
張力とルーパー角度との干渉が残り、外乱による張力変
動時にルーパー角度が変動することにより、その張力変
動を吸収するという特徴をもっていたのに対して、上記
の非干渉化制御、積分型最適レギュレータ、Ｈ∞制御で
は、その利点が失われ、張力制御は、ロール回転速度の
操作によってのみ行われる。However, in the conventional control system, since the rigidity of the looper angle control is low,
While the interference between the tension and the looper angle remains, and the looper angle fluctuates when the tension fluctuates due to disturbance, it has the characteristic of absorbing the tension fluctuation, whereas the above decoupling control, integral type optimal regulator, In the H∞ control, the advantage is lost, and the tension control is performed only by controlling the roll rotation speed.
【００１２】従って、高速な圧下操作によるマスフロー
バランスの崩れのような外乱による張力変動は吸収し切
れず、過大張力となって被圧延材の寸法形状の乱れを生
じたり、逆に張力が緩んだ場合には、被圧延材を下方か
ら支持しなければならないルーパーが被圧延材と離れて
しまい、安定な操業が行えない等の問題があった。Therefore, tension fluctuations due to disturbances such as mass flow balance collapse due to a high-speed rolling operation cannot be completely absorbed, resulting in excessive tension, which causes disturbances in the dimensions and shape of the material to be rolled, and conversely, loosens the tension. In this case, there is a problem that the looper, which has to support the material to be rolled from below, is separated from the material to be rolled, and stable operation cannot be performed.
【００１３】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
く成されたもので、圧延スタンド間にルーパーが配置さ
れた連続圧延機において、圧下操作等の外乱に対して
も、被圧延材の張力及びルーパー角度の変動を抑制する
ことが可能な被圧延材の張力及びルーパー制御方法を提
供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. In a continuous rolling mill in which a looper is arranged between rolling stands, a rolled material is not affected by disturbance such as a rolling operation. An object of the present invention is to provide a method of controlling the tension and the looper of a material to be rolled, which can suppress the fluctuation of the tension and the looper angle.
【００１４】[0014]
【問題点を解決するための手段】本発明は、圧延スタン
ド間にルーパーが配置された連続圧延機において、ロー
ル回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速度と
を操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を共に
目標値に制御するにあたり、図３に示す如く、スタンド
間における被圧延材の張力を測定あるいは推定し、該測
定あるいは推定した張力からルーパー角度目標値の補正
値を算出し、該補正値によって補正したルーパー角度目
標値にルーパー角度を制御することにより、前記目的を
達成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a continuous rolling mill in which a looper is disposed between rolling stands, using a roll rotation speed, a looper torque or a looper speed as an operation amount, and adjusting a tension of a material to be rolled. In controlling both the looper angle to the target value, as shown in FIG. 3, the tension of the material to be rolled between stands is measured or estimated, and a correction value of the looper angle target value is calculated from the measured or estimated tension. The object has been achieved by controlling the looper angle to a looper angle target value corrected by the correction value.
【００１５】又、圧延スタンドにルーパーが配置された
連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパートル
クあるいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材の
張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあたり、
図４に示す如く、ルーパー角度を測定し、該測定したル
ーパー角度から張力目標値の補正値を算出し、該補正値
によって補正した張力目標値に張力を制御することによ
り、同様に前記目的を達成したものである。In a continuous rolling mill in which a looper is arranged on a rolling stand, when the roll rotation speed and the looper torque or the looper speed are used as operation amounts, both the tension of the material to be rolled and the looper angle are controlled to target values. ,
As shown in FIG. 4, the looper angle is measured, a correction value of the tension target value is calculated from the measured looper angle, and the tension is controlled to the tension target value corrected by the correction value. It has been achieved.
【００１６】又、圧延スタンド間にルーパーが配置され
た連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパート
ルクあるいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材
の張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあた
り、図５に示す如く、スタンド間における被圧延材の張
力を測定あるいは推定し、該測定あるいは推定した張力
からルーパー角度目標値の補正値を算出し、該補正値に
よって補正したルーパー角度目標値にルーパー角度を制
御すると共に、ルーパー角度を測定し、該測定したルー
パー角度から張力目標値の補正値を算出し、該補正値に
よって補正した張力目標値に張力を制御することによ
り、同様に前記目的を達成したものである。In a continuous rolling mill in which a looper is arranged between rolling stands, the tension of the material to be rolled and the looper angle are both controlled to target values using the roll rotation speed and the looper torque or the looper speed as operation amounts. In this case, as shown in FIG. 5, the tension of the material to be rolled between stands is measured or estimated, a correction value of the looper angle target value is calculated from the measured or estimated tension, and the looper angle target value corrected by the correction value is calculated. By controlling the looper angle at the same time, measuring the looper angle, calculating a correction value of the tension target value from the measured looper angle, and controlling the tension to the tension target value corrected by the correction value. The purpose has been achieved.
【００１７】[0017]
【作用】発明者らは、非干渉制御、最適レギュレータ、
Ｈ∞制御を、張力・ルーパー制御に適用した場合の問題
点は、ルーパー角度制御の剛性が高められたことによ
り、張力変動を吸収するというルーパー本来の役割が失
われているためであることに着眼し、一方の変動に基づ
いて他方の目標値を修正するという新規な方法を考案し
たものである。The present inventors have proposed non-interference control, optimal regulator,
The problem with applying the H∞ control to the tension / looper control is that the original role of the looper, which absorbs tension fluctuations, has been lost due to the increased rigidity of the looper angle control. The present invention has devised a new method that focuses on and corrects another target value based on one fluctuation.
【００１８】本発明によるスタンド間張力及びルーパー
の制御方法では、圧延スタンド間にルーパーが配置され
た連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパート
ルクあるいはルーパー速度等を操作量として、被圧延材
の張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあた
り、スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは
推定し、該測定あるいは推定した張力からルーパー角度
目標値の補正値を算出し、該補正値によって補正したル
ーパー角度目標値にルーパー角度を制御している。In the method for controlling the tension between the stands and the looper according to the present invention, in a continuous rolling mill in which a looper is arranged between the rolling stands, the roll rotation speed, the looper torque or the looper speed, etc. are used as operation amounts to control the material to be rolled. In controlling both the tension and the looper angle to the target values, the tension of the material to be rolled between stands is measured or estimated, and a correction value of the looper angle target value is calculated from the measured or estimated tension, and the correction value is corrected by the correction value. The looper angle is controlled to the desired looper angle target value.
【００１９】今、外乱により張力が増加した場合を考え
る。このとき、ルーパー角度が半ば固定されていれば、
その張力変動を解消するには、ロール回転速度によりス
タンド間のループ量が調整されるのを待たなければなら
ないが、本発明のように、ルーパー角度を減少させるよ
うにルーパー角度目標値を修正して、その目標値にルー
パーを位置決めすれば、迅速に張力変動を解消すること
ができる。即ち、外乱による張力変動時には、ルーパー
角度を協調させて張力変動を吸収する方向にルーパーを
動かしてやることにより、張力変動を迅速に解消するも
のである。ここで、張力目標値の補正値を張力の関数と
して与えているので、張力変動が解消すれば、ルーパー
角度は元の目標値に復帰する。従って、張力及びルーパ
ー角度の変動は、目標値修正を行わない場合に比べて、
非常に小さくできる。Now, consider the case where the tension increases due to a disturbance. At this time, if the looper angle is fixed halfway,
To eliminate the tension fluctuation, it is necessary to wait for the loop amount between the stands to be adjusted by the roll rotation speed. However, as in the present invention, the looper angle target value is corrected so as to reduce the looper angle. If the looper is positioned at the target value, the tension fluctuation can be eliminated quickly. That is, when the tension changes due to disturbance, the looper angle is coordinated to move the looper in a direction to absorb the tension fluctuation, thereby quickly eliminating the tension fluctuation. Here, since the correction value of the tension target value is given as a function of the tension, if the tension fluctuation is eliminated, the looper angle returns to the original target value. Therefore, the fluctuation of the tension and the looper angle is smaller than the case where the target value is not corrected.
Can be very small.
【００２０】なお、故意にルーパー制御系のゲインを下
げて、張力変動に対してルーパー角度が変動し易くして
おけば、一見同様の効果が得られるが、応答を自由に設
定することはできず、制御対象の特性変動に弱くなり、
又、ルーパー角度目標変動に対する追従性が悪くなり、
実用的ではない。これに対して、本発明によれば、ルー
パー角度目標値を変更することにより、張力変動に対す
るルーパー角度の対応を自由自在に設定することがで
き、設計や調節が容易であるという特徴も有する。It should be noted that if the gain of the looper control system is intentionally lowered to make the looper angle fluctuate easily with respect to the tension fluctuation, the same effect can be obtained at first glance, but the response can be set freely. To be sensitive to characteristic fluctuations of the controlled object,
In addition, the followability to the looper angle target change becomes poor,
Not practical. On the other hand, according to the present invention, by changing the looper angle target value, it is possible to freely set the correspondence of the looper angle with respect to the tension fluctuation, and the design and adjustment are easy.
【００２１】又、本発明の請求項第２項は、逆にルーパ
ー角度が主として張力変動により変動した場合に、張力
目標値をルーパー角度変動が解消するように修正するこ
とによって、張力及びルーパー角度の変動を迅速に吸収
するものである。In the second aspect of the present invention, when the looper angle fluctuates mainly due to the fluctuation of the tension, the tension target value is modified so as to eliminate the fluctuation of the looper angle. Is to be quickly absorbed.
【００２２】又、本発明の請求項第３項は、張力変動に
よりルーパー角度目標値を、ルーパー角度変動により張
力目標値を、それぞれ修正することにより、張力及びル
ーパー角度の変動を迅速に吸収するものである。According to a third aspect of the present invention, the change in the tension and the looper angle is quickly absorbed by correcting the looper angle target value by the tension change and the tension target value by the looper angle change. Things.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、図面を参照して、熱間圧延機における
スタンド間張力とルーパーの制御に適用した、本発明の
実施例を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, an embodiment of the present invention applied to control of tension between stands and a looper in a hot rolling mill will be described below in detail.
【００２４】図６は、熱間圧延機における隣接する２つ
のスタンドに本発明を適用した第１実施例の全体構成図
である。図において、１０は被圧延材、１２、１３は、
隣接する２つのスタンドであり、１２a 、１２b 、１３
a 、１３b は、ワークロールを表わす。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a first embodiment in which the present invention is applied to two adjacent stands in a hot rolling mill. In the figure, 10 is the material to be rolled, and 12, 13 are
Two adjacent stands, 12a, 12b, 13
a and 13b represent work rolls.
【００２５】前記ワークロール１２a 、１２b は、モー
タ２０で駆動されており、速度制御装置２２によって速
度目標値で回転するように制御される。The work rolls 12a and 12b are driven by a motor 20, and are controlled by a speed control device 22 to rotate at a speed target value.
【００２６】ルーパー１６は、図の左から右へ移送され
つつ圧延される被圧延材１０を下方から支持するもの
で、先端にルーパーロール１６a を備えており、ルーパ
ーアーム１６b の基部には、ルーパー１６に駆動トルク
を付与するためのモータ２４があって、ルーパートルク
制御装置２６により目標トルクを発生するように制御さ
れている。The looper 16 supports the rolled material 10 to be rolled while being transported from left to right in the figure, and has a looper roll 16a at the tip. The looper arm 16b has a looper arm 16b at its base. A motor 24 for applying a drive torque to the motor 16 is controlled by a looper torque control device 26 to generate a target torque.
【００２７】張力及びルーパー制御系は、ロール回転速
度と、ルーパートルクあるいはルーパー速度とを操作量
として、被圧延材１０の張力とルーパー角度を共に目標
値に制御するものであるが、本発明は、その目標値自体
に修正を加えるものであり、張力とルーパー角度を目標
値に制御する方法には依存しない。即ち、従来制御方
式、非干渉制御方式、最適レギュレータ、Ｈ∞制御等、
既存のいかなる張力・ルーパー角度制御系とも組合せら
れる。本実施例では、ロール回転速度により張力を、ル
ーパートルクによりルーパー角度を、それぞれ制御する
ものとする。The tension and looper control system controls both the tension of the rolled material 10 and the looper angle to target values using the roll rotation speed and the looper torque or looper speed as operation amounts. The target value itself is corrected, and does not depend on the method of controlling the tension and the looper angle to the target values. That is, conventional control method, non-interference control method, optimal regulator, H∞ control, etc.
Can be combined with any existing tension and looper angle control systems. In this embodiment, the tension is controlled by the roll rotation speed, and the looper angle is controlled by the looper torque.
【００２８】３０は、ルーパー１６に設置されたロード
セル（図示省略）によりルーパー１６が被圧延材１０か
ら受ける反力を検出し、被圧延材１０の張力σを算出す
る張力検出器であり、張力制御装置３２は、該張力検出
器３０が出力する張力測定値σと張力目標値σr との差
に基づいて、ロール回転速度指令値を算出する。Reference numeral 30 denotes a tension detector for detecting a reaction force received by the looper 16 from the material 10 to be rolled by a load cell (not shown) installed on the looper 16 and calculating a tension σ of the material 10 to be rolled. the controller 32, based on the difference between the tension measured value sigma and tension target value sigma r of the tension detector 30 outputs, calculates the roll rotation speed command value.
【００２９】４０は、ルーパー角度検出器であり、ルー
パー角度制御装置４２は、該ルーパー角度検出器４０で
測定されたルーパー角度θと、ルーパー角度目標値θr
との差に基づいて、ルーパートルク指令値を算出する。Numeral 40 denotes a looper angle detector, and a looper angle controller 42 controls a looper angle θ measured by the looper angle detector 40 and a looper angle target value θ r.
The looper torque command value is calculated based on the difference between
【００３０】３４は、本発明に係るルーパー角度目標補
正値算出器であり、前記張力検出器３０が出力する張力
測定値σに基づいて、ルーパー角度目標補正値Δθr を
算出する。算出されたルーパー角度目標補正値Δθ
r は、上位計算機５０から伝送されるルーパー角度目標
値θ0 と、加算器３６で加算され、最終的なルーパー角
度目標値θr となる。[0030] 34 is a looper angle target correction value calculator according to the present invention, based on the tension measured value σ of the tension detector 30 outputs to calculate the looper angle target correction value [Delta] [theta] r. Calculated looper angle target correction value Δθ
r is the looper angle target value θ0 transmitted from host computer 50 are added by the adder 36, the final looper angle target value theta r.
【００３１】４４は、本発明に係る張力目標補正値算出
器であり、前記ルーパー角度検出器４０が出力するルー
パー角度測定値θに基づいて、張力目標補正値Δσr を
算出する。算出された張力目標補正値Δσr は、上位計
算機５０から伝送される張力目標値σ0 と加算器４６で
加算され、最終的な張力目標値σr となる。[0031] 44 is a tension target correction value calculator according to the present invention, based on the looper angle measurement θ outputted by the looper angle detector 40 calculates the target tension correction value .DELTA..sigma r. The calculated target tension correction value .DELTA..sigma r is summed with the target tension value σ0 transmitted from host computer 50 an adder 46, a final target tension value sigma r.
【００３２】前記ルーパー角度目標補正値算出器３４に
おけるルーパー角度目標補正値の算出は、例えば次のよ
うにして行われる。The calculation of the looper angle target correction value in the looper angle target correction value calculator 34 is performed, for example, as follows.
【００３３】張力が高くなった場合、ルーパー角度はそ
れに応じて小さくなるべきであり、張力が低くなった場
合、ルーパーはそれに追従して、角度は大きくなるべき
である。これをモデル化すればよい訳であるが、ここで
は、モデルとして、仮想的なインピーダンスを考える。
即ち、仮想的なマス、ダンパー、ばねで構成された２次
系を考え、それに張力測定値の張力目標値からの偏差を
入力し、出力をルーパー角度目標補正値とする。仮想イ
ンピーダンスモデルを次式のように置く。If the tension increases, the looper angle should decrease accordingly, and if the tension decreases, the looper should follow and increase the angle. This can be modeled. Here, a virtual impedance is considered as a model.
That is, a secondary system composed of a virtual mass, a damper, and a spring is considered, a deviation of the measured tension value from the target tension value is input thereto, and the output is set as a looper angle target correction value. The virtual impedance model is set as in the following equation.
【００３４】 k ／｛（s ／ω）2 ＋２ζ（s ／ω）＋１｝ …（１）K / {(s / ω) 2 +2} (s / ω) +1} (1)
【００３５】ここで、k はゲイン、ωは固有周波数、ζ
は減衰定数である。Here, k is a gain, ω is a natural frequency, and ζ
Is the damping constant.
【００３６】前記ルーパー角度目標値算出器３４は、こ
の仮想インピーダンスモデルと、ルーパー角度制御ルー
プの特性の逆モデルにより、例えば図７のように構成さ
れている。ここで、ルーパー角度制御ループの特性の逆
モデルを用いているのは、ルーパー角度制御の遅れを補
償して、追従性を改善するためである。従って、ルーパ
ー角度制御系の応答はほとんど無視でき、ルーパーは、
その特性が恰も、この仮想インピーダンスモデルである
かのように動作する。モデルのマス、ダンパー、ばねの
定数を適当に与えることにより、ルーパーの固有周波数
や減衰定数を自由に決めることができる。従って、張力
変動に対して、ルーパーをどう動かすかが、任意に設定
できるため、設計が容易で、現場での調整も楽である。The looper angle target value calculator 34 is constituted by the virtual impedance model and an inverse model of the characteristics of the looper angle control loop, for example, as shown in FIG. Here, the reason why the inverse model of the characteristic of the looper angle control loop is used is to compensate for the delay of the looper angle control and to improve the followability. Therefore, the response of the looper angle control system can be almost ignored, and the looper
The characteristic operates as if it were this virtual impedance model. By appropriately giving the model mass, damper, and spring constants, the natural frequency and damping constant of the looper can be freely determined. Therefore, how the looper is moved with respect to the tension fluctuation can be set arbitrarily, so that the design is easy and the adjustment on site is easy.
【００３７】又、前記張力目標補正値算出器４４におけ
る張力目標値補正に関しても、全く同様に行える。The correction of the target tension value in the target tension correction value calculator 44 can be performed in exactly the same manner.
【００３８】なお、前記実施例においては、ルーパー角
度を、ルーパートルク制御装置２６によりルーパートル
クを調節して行うものとしていたが、図８に示す第２実
施例のように、ルーパー速度検出器５２を設置し、検出
したルーパー速度をフィードバックし、ルーパー速度制
御装置５４によりルーパー速度制御ループを構成したも
のを用いることもできる。In the above-described embodiment, the looper angle is adjusted by adjusting the looper torque by the looper torque control device 26. However, as in the second embodiment shown in FIG. And a looper speed control loop formed by the looper speed control device 54 by feeding back the detected looper speed.
【００３９】本発明の効果をシミュレーションで確認し
たものを図９乃至図１４に示す。外乱として１０μm の
圧下操作による圧延速度変動を考え、本発明による張力
及びルーパー角度の目標値補正の効果を調べた。図９及
び図１０に示す目標値補正を行う前に比べ、ルーパー角
度の目標値補正を行うと、張力（図１１）及びルーパー
角度（図１２）変動共に小さく抑えられている。又、両
者の目標値補正を行うと、張力（図１３）及びルーパー
角度（図１４）共に非常に小さく抑えられている。FIGS. 9 to 14 show the effects of the present invention confirmed by simulation. Considering the fluctuation of the rolling speed due to the rolling operation of 10 μm as a disturbance, the effect of correcting the target values of the tension and the looper angle according to the present invention was examined. When the target value correction of the looper angle is performed as compared to before the target value correction illustrated in FIGS. In addition, when both target values are corrected, both the tension (FIG. 13) and the looper angle (FIG. 14) are kept very small.
【００４０】既に述べたように、本発明は、非干渉制
御、最適レギュレータ、Ｈ∞制御においても組合せ可能
である。本発明は、目標値を修正するので、その目標値
を忠実に実現されることが望ましい。その点で、これら
の制御は、ルーパーの位置決め精度が高いために、本発
明と組合せるのに好適である。即ち、本発明は、張力制
御とルーパー角度制御とを協調させることにより、これ
らの制御の欠点を補い、圧下操作によるマスフローバラ
ンスの崩れ等による外乱等に対しても、良好な制御性を
得ることが可能である。As described above, the present invention can be combined with non-interference control, optimal regulator, and H∞ control. Since the present invention corrects the target value, it is desirable that the target value be faithfully realized. In that regard, these controls are suitable for combination with the present invention due to the high positioning accuracy of the looper. That is, the present invention compensates for the drawbacks of these controls by coordinating the tension control and the looper angle control, and obtains good controllability even for disturbances caused by the collapse of the mass flow balance due to the rolling-down operation. Is possible.
【００４１】本発明は、従来の制御方式のように、ロー
ル回転速度を操作してルーパー角度を制御し、ルーパー
トルクを操作して張力を制御する方式とも組合わせ可能
であるが、上記のようなルーパーの位置決め精度が高い
方式と組合わせた方が、より効果をあげることができ、
好適である。The present invention can be combined with a method of controlling the looper angle by controlling the roll rotation speed and controlling the tension by controlling the looper torque, as in the conventional control method. More effective when combined with a method that has a high positioning accuracy for the looper.
It is suitable.
【００４２】なお、前記実施例においては、本発明が、
熱間圧延に適用されていたが、本発明の適用範囲はこれ
に限定されない。In the above embodiment, the present invention provides:
Although applied to hot rolling, the scope of the present invention is not limited to this.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧延スタンド間にルーパーが配置された連続圧延機にお
いて、ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルー
パー速度とを操作量として、被圧延材の張力及びルーパ
ー角度の２つの制御量を目標値に制御するにあたり、一
方の変動に応じて他方の目標値をダイナミックに修正す
ることにより、変動を迅速に解消できる。従って、圧下
操作によるマスフローバランスの崩れ等による外乱等に
対しても良好な制御性を得ることができ、被圧延材の寸
法形状を良好に保ち、操業の安定も確保できるという優
れた効果を有する。As described above, according to the present invention,
In a continuous rolling mill in which a looper is arranged between rolling stands, the roll rotation speed, the looper torque or the looper speed are used as operation amounts, and the two control amounts of the tension of the material to be rolled and the looper angle are controlled to target values. By dynamically correcting the other target value according to one of the fluctuations, the fluctuation can be quickly eliminated. Accordingly, it is possible to obtain good controllability even for disturbances and the like due to the collapse of the mass flow balance due to the rolling operation, and has an excellent effect that the dimensions and shape of the material to be rolled can be kept good and the operation can be stabilized. .
【図１】従来の一般的なルーパー制御システムの例を示
すブロック線図FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional general looper control system.
【図２】従来の非干渉ルーパー制御系の例を示すブロッ
ク線図FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional non-interference looper control system.
【図３】本発明によるスタンド間張力及びルーパー角度
の制御方法の基本的な構成の一例を示す線図FIG. 3 is a diagram showing an example of a basic configuration of a method for controlling a tension between stands and a looper angle according to the present invention.
【図４】同じく基本的な構成の他の例を示す線図FIG. 4 is a diagram showing another example of the same basic configuration.
【図５】同じく基本的な構成の更に他の例を示す線図FIG. 5 is a diagram showing still another example of the same basic configuration.
【図６】本発明が採用された熱間圧延機におけるスタン
ド間張力とルーパー角度の制御装置の第１実施例の構成
を示すブロック線図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a control device for tension between loops and looper angle in a hot rolling mill to which the present invention is applied.
【図７】前記実施例で用いられているルーパー角度目標
値補正器の構成を示すブロック線図FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a looper angle target value corrector used in the embodiment.
【図８】本発明の第２実施例の構成を示すブロック線図FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention.
【図９】従来の非干渉制御系における張力の応答の一例
を示す線図FIG. 9 is a diagram showing an example of a response of a tension in a conventional non-interference control system.
【図１０】同じくルーパー角度の応答の一例を示す線図FIG. 10 is a diagram showing an example of the response of the looper angle.
【図１１】本発明によりルーパー角度目標値を補正した
場合の張力の応答の一例を示す線図FIG. 11 is a diagram showing an example of a tension response when the looper angle target value is corrected according to the present invention.
【図１２】同じくルーパー角度の応答の一例を示す線図FIG. 12 is a diagram showing an example of the response of the looper angle.
【図１３】本発明により張力目標値、ルーパー角度目標
値を共に補正した場合の張力の応答の一例を示す線図FIG. 13 is a diagram showing an example of a tension response when both the tension target value and the looper angle target value are corrected according to the present invention.
【図１４】同じくルーパー角度の応答の一例を示す線図FIG. 14 is a diagram showing an example of the response of the looper angle.
１０…被圧延材 １２、１３…スタンド １６…ルーパー ２０、２４…モータ ２２…速度制御装置 ２６…ルーパートルク制御装置 ３０…張力検出器 ３２…張力制御装置 ３４…ルーパー角度目標補正値算出器 ４０…ルーパー角度検出器 ４２…ルーパー制御装置 ４４…張力目標補正値算出器 ５２…ルーパー速度検出器 ５４…ルーパー速度制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rolled material 12, 13 ... Stand 16 ... Looper 20, 24 ... Motor 22 ... Speed control device 26 ... Looper torque control device 30 ... Tension detector 32 ... Tension control device 34 ... Looper angle target correction value calculator 40 ... Looper angle detector 42 Looper controller 44 Tension target correction value calculator 52 Looper speed detector 54 Looper speed controller
Claims (3)
続圧延機において、 ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速
度とを操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を
共に目標値に制御するにあたり、 スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは推定
し、 該測定あるいは推定した張力からルーパー角度目標値の
補正値を算出し、 該補正値によって補正したルーパー角度目標値にルーパ
ー角度を制御することを特徴とする連続圧延機における
被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法。In a continuous rolling mill in which a looper is arranged between rolling stands, the tension of the material to be rolled and the looper angle are both controlled to target values using a roll rotation speed and a looper torque or a looper speed as operation amounts. In this case, the tension of the material to be rolled between the stands is measured or estimated, a correction value of the looper angle target value is calculated from the measured or estimated tension, and the looper angle is controlled to the looper angle target value corrected by the correction value. A method for controlling a tension of a material to be rolled and a looper angle in a continuous rolling mill.
圧延機において、 ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速
度とを操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を
共に目標値に制御するにあたり、 ルーパー角度を測定し、 該測定したルーパー角度から張力目標値の補正値を算出
し、 該補正値によって補正した張力目標値に張力を制御する
ことを特徴とする連続圧延機における被圧延材の張力及
びルーパー角度制御方法。2. In a continuous rolling mill in which a looper is arranged on a rolling stand, in controlling both the tension of the material to be rolled and the looper angle to target values using the roll rotation speed and the looper torque or the looper speed as operation amounts. Measuring the looper angle, calculating a correction value of the tension target value from the measured looper angle, and controlling the tension to the tension target value corrected by the correction value. Tension and looper angle control method.
続圧延機において、 ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速
度とを操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を
共に目標値に制御するにあたり、 スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは推定
し、該測定あるいは推定した張力からルーパー角度目標
値の補正値を算出し、該補正値によって補正したルーパ
ー角度目標値にルーパー角度を制御すると共に、 ルーパー角度を測定し、該測定したルーパー角度から張
力目標値の補正値を算出し、該補正値によって補正した
張力目標値に張力を制御することを特徴とする連続圧延
機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法。3. In a continuous rolling mill in which a looper is disposed between rolling stands, the tension of the material to be rolled and the looper angle are both controlled to target values using the roll rotation speed and the looper torque or the looper speed as operation amounts. In this case, the tension of the material to be rolled between stands is measured or estimated, a correction value of the looper angle target value is calculated from the measured or estimated tension, and the looper angle is controlled to the looper angle target value corrected by the correction value. A rolled material in a continuous rolling mill, wherein a looper angle is measured, a correction value of a tension target value is calculated from the measured looper angle, and the tension is controlled to the tension target value corrected by the correction value. Tension and looper angle control method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4320360A JP2910961B2 (en) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | Method for controlling tension and looper angle of material to be rolled in continuous rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH06170425A JPH06170425A (en) | 1994-06-21 |
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- 1992-11-30 JP JP4320360A patent/JP2910961B2/en not_active Expired - Fee Related
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