JP3425514B2 - 冷間圧延機の張力制御装置 - Google Patents
冷間圧延機の張力制御装置Info
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Description
る冷間圧延機において、巻き戻し機、巻き取り機、圧延
機のモータ制御上での圧延ラインのスタート時、加減速
時に発生する圧延材料張力変動を抑えるよう補正回路を
設けた冷間圧延機の張力制御装置に関するものである。
であり、図において、圧延材料41は巻き戻し機(PO
R)42と巻き取り機(TR)43の間を圧延方向44
に沿って移動し、間に圧延機(ミル)45が介在してい
る。図14は圧延機45モータ制御ブロック構成図であ
り、プラント制御装置側のモータ制御回路の構成要素
は、圧延機(ミル)45の速度指令決定回路46、圧延
機寸動回路47、圧延機モータ速度変換回路48、圧延
機モータ可変速制御装置への速度制御出力(REF)4
9より構成されている。
3用モータ制御回路(張力制御装置)を示すモータ制御
ブロック構成図であり、プラント制御装置側のモータ制
御回路の構成要素は、巻き戻し機(POR)42及び巻
き取り機(TR)43の速度指令決定回路50、巻き戻
し機(POR)42及び巻き取り機(TR)43の寸動
回路51、巻き戻し機(POR)42及び巻き取り機
(TR)43のモータ速度変換回路52、巻き戻し機
(POR)42及び巻き取り機(TR)43モータ可変
速装置への速度制御出力(REF)53、巻き戻し機
(POR)42及び巻き取り機(TR)43の張力指令
決定回路54、巻き戻し機(POR)42及び巻き取り
機(TR)43のモータトルク分電流出力計算回路5
5、圧延材料41の量(コイル径)による慣性補償回路
56、機械ロスを補償するメカロス補償回路57、張力
計を使用した張力フィードバック制御回路58、巻き戻
し機(POR)42及び巻き取り機(TR)43のモー
タ可変速制御装置へのトルク分電流制御出力(可変電流
リミットREF)59からそれぞれ構成されている。
よって圧延方向44に圧延される圧延材料41は、巻き
戻し機42、巻き取り機43及び圧延機45により一定
の板張力に保たれるように制御される。巻き戻し機42
と圧延機45及び圧延機45と巻き取り機43の間の板
張力を一定に保つため、各モータ制御回路がある。圧延
機45のモータ制御回路は、圧延機速度指令決定回路4
6で決められた速度制御出力(REF)を圧延機モータ
速度変換回路48で板速度からモータ回転速度へ変換す
る。その値をモータ可変速制御装置(具体的にはサイリ
スタ装置やインバータ装置)へ速度制御出力(REF)
49として出力して圧延機45用モータの速度制御を行
う。
機(TR)43のモータ制御回路(張力制御装置)はP
OR及びTR速度指令決定回路50で定められた速度制
御出力(REF)をPOR及びTRモータ速度変換回路
52で板速度とその時のコイル径からモータ回転速度へ
変換する。その値をモータ可変速制御装置へ速度制御出
力(REF)53として出力して、POR及びTR用モ
ータの速度制御を行う。また、板張力については、PO
R及びTR張力指令決定回路54で決められた速度制御
出力(REF)をPOR及びTRのモータトルク分電流
出力計算回路55でトルク分電流値に計算して、その値
をモータ可変速制御装置へトルク分電流速度制御出力
(REF)59として与えることにより、張力一定にな
るようにPOR及びTR用モータの電流制御を行う。慣
性補償回路56、メカロス補償回路57、及び張力計を
使用した張力フィードバック制御58は板張力の変動を
抑えるための従来からある補償/制御回路を用いてい
る。
力制御装置は以上のように構成されているので、圧延ス
タート時やラインの加減速時等での張力変動を完全に抑
えることができず、それが製品板厚変動を引き起こし、
また操業的にも不安定になり板破断の原因となる。従っ
て、最近の高品質化、作業の安定化に対応するために
も、全圧延運転状況においていかに板張力変動を抑える
かが必要となる。
めになされたもので、冷間圧延機の圧延スタート時やラ
イン加減速時等の張力外乱を受ける際の補正ができる冷
間圧延機の張力制御装置を得ることを目的とする。
る冷間圧延機の張力制御装置は、プラント制御装置が巻
き戻し機及び巻き取り機のモータ可変速制御装置からモ
ータ界磁推定値を受け取り、ベクトル制御上の界磁ずれ
分を補正する界磁補正回路を設け、この界磁補正回路に
よる補正値をモータトルク分電流出力計算回路に入力し
たものである。
力制御装置は、圧延材料コイルが小径時に巻き取り機の
モータにトルク分電流補正値を与えるトルク分電流フォ
ーシング回路を設けたものである。
力制御装置は、スタート時に圧延機モータに対して速度
の立ち上がりを速めるための信号を与える速度フォーシ
ング回路を設けたものである。
力制御装置は、スタート時に圧延機モータへ信号を送る
トルク分電流REFフォーシング回路を設けたものであ
る。
1はこの発明の冷間圧延機を示す構成図であり、図にお
いて、圧延材料1は巻き戻し機(POR)2と巻き取り
機(TR)3の間を圧延方向4に沿って移動し、間に圧
延機(ミル)5が介在している。
ータ制御回路(張力制御装置)を示すモータ制御ブロッ
ク構成図であり、プラント制御装置側のモータ制御回路
の構成要素は、巻き戻し機(POR)2及び巻き取り機
(TR)3の速度指令決定回路6、巻き戻し機(PO
R)2及び巻き取り機(TR)3の寸動回路7、巻き戻
し機(POR)2及び巻き取り機(TR)3のモータ速
度変換回路8、巻き戻し機(POR)2及び巻き取り機
(TR)3モータ可変速装置への速度制御出力(RE
F)9、巻き戻し機(POR)2及び巻き取り機(T
R)3の張力指令決定回路10、巻き戻し機(POR)
2及び巻き取り機(TR)3のモータトルク分電流出力
計算回路11、圧延材料1の量(コイル径)による慣性
補償回路12、機械ロスを補償するメカロス補償回路1
3、張力計を使用した張力フィードバック制御回路1
4、巻き戻し機(POR)2及び巻き取り機(TR)3
のモータ可変速制御装置へのトルク分電流制御出力(可
変電流リミットREF)15からそれぞれ構成されてい
る。
ト制御装置は、巻き戻し機(POR)2と巻き取り機
(TR)3モータ可変速制御装置からのベクトル制御上
のモータ界磁推定値16の信号を受信し、その値を使っ
て界磁(φ)補正回路17を追加して、ベクトル制御上
の界磁ずれ分を補正し、モータトルク分電流出力計算回
路11の精度を高めるようにする。
ク分電流を計算する際には、モータ界磁のベクトル制御
上の推定値がいかに実際のモータ界磁と一致しているか
が電流指令値の精度、更に言えば板張力制御の精度に大
きく影響する。モータの界磁は、モータ回転数によって
変化して、かつその変化の仕方はモータの加減速率(d
V/dt)によってさらに変わる。また、界磁の推定値
はモータ2次時定数設計誤差やベクトル制御上の界磁ず
れにより実際のモータの界磁と偏差がでてしまう。よっ
て、これらのモータ界磁推定値が実際の界磁と偏差が無
くなるように補正回路17を設ければよい。
3に示すようにモータ可変速制御装置から界磁推定値Φ
REFをプラント制御装置は受け取り、加速の場合には加
速用ファンクションジェネレータ(加速用F,GEN)
18で処理され、減速の場合は減速用ファンクションジ
ェネレータ(減速用F,GEN)19で処理される。こ
のようなずれ分の補正は図4(a),(b)で示すように、予
めモデルを作ってそれに合わせるように界磁推定値Φ
REFをパラメータにして折れ線近似関数で補正を加え
る。図4(a)は加速用F,GEN18における補正を示
しており、8点折線で補正が行われ、Φ1は補正後の界
磁を示している。又、図4(b)は減速用F,GEN19
における補正を示しており、8点折線で補正が行われ、
Φ2は補正後の界磁を示している。
AX時のデータでファンクションジェネレート化する場
合を示しており、詳細は長電解析結果を入れている。更
に、巻き戻し機(POR)2及び巻き取り機(TR)3
のリールはコイル径が変化することで常に加速あるいは
減速を行っているので、ここでの加速及び減速は圧延ラ
インのスピードの加速,減速ではなく、リールモータの
回転数の増減により判断する。
率dV/dtで界磁補正項への追加補正を加えるように
別ループとして、加減速率dV/dtをパラメータにし
て折れ線近似関数で補正を与える。図3におけるAにお
いては加速の場合の追加補正を示しており、この場合は
5点折線で補正が行なわれ、加速率が100%のときを
最大とし、100%のときには補正は行われない。同様
にBにおいては減速の場合の追加補正を示しており、同
じく5点折線で補正が行なわれ、減速率が100%のと
きを最大とし、100%のときには補正は行なわれな
い。
際のモータ界磁は測定することはできず、以上のような
折れ線近似関数の値は実際の張力変動を測定して界磁推
定値の補正分を求め決定していくものである。そしてΦ
1,Φ2はdΦ/dtリミッタ20に入力され、出力が一
度に大きくならないように、補正による大きな変動に対
してはdΦ/dtリミッタ20で制限される。ここでd
Φ/dtリミッタは1サンプリング当たりの変化量のリ
ミッタであり、加減速⇔一定速への切替時のΦがステッ
プ的に変化するのを防ぐものであり、Φ飽和関数変化率
と加減速率MAXの値及び1サンプリング時間で制限値
が決まる。次に21において時間の1次遅れ、即ち実際
のモータの界磁変化の遅れ分を補正し{1/(1+T
S)}、信号をモータトルク分電流出力計算回路11に
入力する。
力制御装置における圧延機5側のモータ制御装置を示す
ブロック図であり、図において、プラント制御装置側の
モータ制御回路の構成要素は、圧延機(ミル)5の速度
指令決定回路22、圧延機寸動回路23、圧延機モータ
速度変換回路24、圧延機モータ可変速制御装置への速
度制御出力(REF)25より構成されており、更に本
実施形態においては、ラインスタート時の速度フォーシ
ング回路26及びラインスタートタイミング27が付加
されている。又、図6はモータ可変速制御装置側を示す
もので、SC(Speed Control)アンプ2
8、CC(Current Control)アンプ2
9及び圧延機5用モータ30より構成されている。
ト時は、圧延機5、巻き戻し機2及び巻き取り機3が同
時に回転を始めるが、その同期がずれればそれが板張力
変動の原因となる。従来はモータ可変速制御装置側での
制御にのみまかせていたのであるが、より精度の高いも
のが要求されることになり、本実施形態ではプラント制
御装置側でスタート時に圧延機モータ30に対して信号
を与える速度フォーシング回路26を設けて、速度の立
ち上がりを速めてやるようにしてスタート時の張力変動
を抑えるようにしたものである。
りであり、図において、速度フォーシングを与えない場
合は点線で示すような立ち上がりとなるが、速度フォー
シングを与えることにより実線で示すような立ち上がり
となり速度の立ち上がりが速くなる。以上のようにフォ
ーシング回路26は圧延材料1張力の変動を抑えるよう
に、圧延機用モータ30へのSCアンプ28積分時間を
速めて圧延機スタート追従性を向上させるための速度R
EFバイアスをかけるものである。
制御装置の中での圧延機側のモータ制御装置を示すブロ
ック図であり、図において、ラインスタート時のトルク
分電流REFフォーシング回路31を付加している。次
に動作について説明する。実施の形態2の速度フォーシ
ング回路26に加えて、圧延機モータへのトルク分電流
REFフォーシング回路31を追加して、更に精度の高
いラインスタート時の張力制御を得る。
通りであり、図9(b)のIqフォーシング(Q軸電
流)を図10に示すようにCC29に加えることによ
り、図9(c)のIqFBK(Q軸電流のフィードバッ
ク値)を得る。図9(c)において点線で示す部分は速
度フォーシングを与えなかった場合を示している。尚、
速度REFフォーシング回路26の動作は図9(a)に
示すように、実施の形態2と同様である。以上のように
構成することにより、圧延機5、巻き戻し機2及び巻き
取り機3を同期に回転させ、板張力の変動を防止するこ
とができる。
張力制御装置の中での巻き戻し機2、巻き取り機3側の
モータ制御装置を示すブロック図であり、図において、
コイル小径ラインスタートタイミング32を有するライ
ンスタート時の巻き取り機3へのトルク分電流フォーシ
ング回路33を設けている。次に動作について説明す
る。出側のコイル径が小さい時(巻きはじめ)に効果を
発揮するように、巻き取り機3側モータへトルク分電流
補正を行うトルク分電流フォーシング回路33を追加す
ることによって与える。トルク分電流補正値の与え方
は、巻き取り機3側コイル径がある値以下の小径時(最
大コイル径の1/3以下のとき)にのみ、図12(a)
に示すような補正量Iqf(プラント制御装置内固定値)
に対して不完全微分{1/(1+TS)}した値を、巻
き取り機3モータへのトルク分電流補正値として与え、
トルクを大きくすることができる。尚図12(b),
(c)は不完全微分{1/(1+TS)}の場合のボー
ド線図及びステップ応答を示す図である。これにより、
ラインスタート時の張力変動を抑えるようにすることが
可能となる。
張力制御装置によれば、プラント制御装置は巻き戻し機
及び巻き取り機のモータ可変速制御装置からモータ界磁
推定値を受け取り、ベクトル制御上の界磁ずれ分を補正
する界磁補正回路を設け、この界磁補正回路による補正
値をモータトルク分電流出力計算回路に入力したので、
冷間圧延機の圧延スタート時やライン加減速時等の張力
外乱を受ける際の補正を行うことができる。
力制御装置によれば、圧延材料コイルが小径時に巻き取
り機のモータにトルク分電流補正値を与えるトルク分電
流フォーシング回路を設けたので、圧延ラインスタート
時の張力変動を抑えることができる。
力制御装置によれば、スタート時に圧延機モータに対し
て速度の立ち上がりを速めるための信号を与える速度フ
ォーシング回路を設けたので、スタート時に圧延機モー
タの速度の立ち上がりを速めて、スタート時の張力変動
を抑えることができる。
力制御装置によれば、スタート時に圧延機モータへ信号
を送るトルク分電流REFフォーシング回路を設けたの
で、圧延機、巻き戻し機及び巻き取り機を同期に回転さ
せ、板張力の変動を防止することができる。
示す構成図である。
ロック構成図である。
を示す回路図である。
明するためのグラフ(a)(b)である。
ロック構成図である。
制御装置を示す構成図である。
ングを説明するためのグラフである。
ロック構成図である。
ングを説明するためのグラフである。
速制御装置を示す構成図である。
ブロック構成図である。
流フォーシングを説明するためのグラフである。
ータ制御ブロック構成図である。
ータ制御ブロック構成図である。
圧延機、11 モータトルク分電流出力計算回路、17
界磁補正回路、26 速度フォーシング回路、31
トルク分電流REFフォーシング回路、33 トルク分
電流フォーシング回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 巻き戻し機と巻き取り機の間を圧延材料
が移動すると共に、圧延機により上記圧延材料を圧延す
る冷間圧延機の張力制御装置において、プラント制御装
置は上記巻き戻し機及び上記巻き取り機のモータ可変速
制御装置からモータ界磁推定値を受け取り、ベクトル制
御上の界磁ずれ分を補正する界磁補正回路を設け、上記
界磁補正回路による補正値をモータトルク分電流出力計
算回路に入力したことを特徴とする冷間圧延機の張力制
御装置。 - 【請求項2】 圧延材料コイルが小径時に巻き取り機の
モータにトルク分電流補正値を与えるトルク分電流フォ
ーシング回路を設けたことを特徴とする請求項1記載の
冷間圧延機の張力制御装置。 - 【請求項3】 スタート時に圧延機モータに対して速度
の立ち上がりを速めるための信号を与える速度フォーシ
ング回路を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項
2記載の冷間圧延機の張力制御装置。 - 【請求項4】 スタート時に圧延機モータへ信号を送る
トルク分電流REFフォーシング回路を設けたことを特
徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の
冷間圧延機の張力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08799697A JP3425514B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 冷間圧延機の張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08799697A JP3425514B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 冷間圧延機の張力制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10277618A JPH10277618A (ja) | 1998-10-20 |
JP3425514B2 true JP3425514B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=13930420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08799697A Expired - Lifetime JP3425514B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 冷間圧延機の張力制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3425514B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009113911A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Yaskawa Electric Corp | 巻取り・巻戻し装置及びその制御方法 |
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---|---|---|---|---|
JP5140607B2 (ja) * | 2009-01-13 | 2013-02-06 | 株式会社日立製作所 | 圧延機の制御装置およびその制御方法 |
JP5230509B2 (ja) * | 2009-04-01 | 2013-07-10 | 株式会社日立製作所 | 圧延機の制御装置およびその制御方法 |
JP5552179B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2014-07-16 | 株式会社日立製作所 | 圧延機の制御装置およびその制御方法 |
JP6173830B2 (ja) | 2013-08-12 | 2017-08-02 | 株式会社日立製作所 | 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム |
SI3097992T1 (sl) * | 2015-05-29 | 2017-10-30 | Giebel Kaltwalzwerk Gmbh | Postopek za stopenjsko valjanje kovinskega traku |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP08799697A patent/JP3425514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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JP2009113911A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Yaskawa Electric Corp | 巻取り・巻戻し装置及びその制御方法 |
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