JPH03216206A - 熱間連続圧延機のルーパー制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱間連続圧延機における各圧延スタンド間に
配置され被圧延材の張力を調整するルーパーの制御方法
に関する。

［従来の技術］ 第４図は一般的なルーパーを示す構成図であり、この第
４図において，ｌ，２は圧延機、１ａ，２ａは各圧延機
１，２におけるワークロール、３は圧延機１，２により
圧延される鋼板（被圧延材）、４は圧延機１，２相互間
に配置され鋼板３の張力を調整するためのルーパーであ
る。

そして，ルーパー４は、点Ａを軸として回転自由な構造
になっており，電動機等（図示せず）により駆動され，
鋼板３を押し上げている．また、ルーパー４のアーム軸
と水平線とがなす角度をルーパー角度θとすると、圧延
機１，２相互間の鋼板３がたるんだ場合、ルーパー４は
持ち上がってルーパー角度θは大きくなる一方、鋼板３
に作用する張力が大きくなり引張状態になった場合、ル
ーパー４が押えつけられルーパー角度Ｏは小さくなる。

ここで、ルーパー制御系とは、ルーパー角度θを一定値
に保持し、且つ，鋼板３の張力を一定値に保持する制御
のことを指し、その安定性および応答性は、鋼板３の板
幅変動および操業性に重要な役割を占めている。

さて、このようなルーパー４のための従来の制御装置は
、例えば、第５図に示すように構成されている。この第
５図において、５は圧延機１のワークロール１ａを回転
駆動する騨動モータ，６はルーパー４に駆動トルクを作
用させるための酩動モータ、７は駆動モータ５の回転状
態を調整して圧延スタンド１の圧延速度を制御する圧延
速度制御装置、８は駆動モータ６の駆動トルクを調整し
てルーパー４を位置決めし鋼板３の張力を制御するルー
パー駆動トルク制御装置、９はルーパー４の角度θを検
出するルーパー角度検出器、１０はルーパー４を介して
鋼板３の張力を検出する鋼板張力検出器、１１はルーパ
ー位置検出器９および鋼板張力検出器１０からの検出信
号を受けて圧延速度制御装置７およびルーパー駆動トル
ク制御装Ｗ８へ制御指令を与えてルーパー４の角度や鋼
板３の張力を制御するルーパー制御系コントローラ，１
２は鋼板３の断面積，鋼種，板幅等の変化に応じた初期
制御ゲインを設定しルーパー制御系コントローラ１１へ
出力する初期制御ゲイン設定装置である。

このような従来の装置では、ルーパー制御系コントロー
ラ１１は、ルーパー角度検出器９からのルーパー角度θ
と予め設定された目標ルーパー角度θ８との偏差を求め
るとともに，鋼板張力検出器１０からの鋼板張力と予め
設定された目標鋼板張力との偏差を求め、各偏差に基づ
き，初期制御ゲイン設定装置ｌ２により鋼板３の断面積
，鋼種，板幅に応じて設定された初期制御ゲインで、比
例積分制御を行ない、ルーパー角度θおよび鋼板張力が
目標値になるように制御する。

鋼板３の断面積，鋼種，板幅による初期制御ゲインの設
定には、長期間に及ぶ実機調整と、人為的なデータ統計
処理とによる方法が採られ、制御ゲイン設定完了後には
、その制御ゲインを変更することはない。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら，実機調整と人為的な統計処理とによる制
御ゲイン設定は、長時間を要し手数のかかる根気のいる
面倒な作業となっていた。また、データ統計処理には、
熟練された判断能力が必要であり、その判断結果には個
人差が生じていた。

さらに、制御ゲインが一旦設定された後には、その制御
ゲインは変更されることがないため、ルーパー制御系に
経時的特性変動が生じた場合、制御ゲインが最適設定値
からずれてしまい，その結果としてルーパー制御精度が
悪化し鋼板張力変動による板幅変動が大きくなったり、
安定な操業を確保できなくなるなどの課題もあった。

本発明は、上述のような課題を解決しようとするもので
、熟練者等に頼ることなく、制御ゲインを常時最適化で
きるようにして，ルーパー制御精度の向上をはかり、圧
延操業の安定性を確保した熱間連続圧延機のルーパー制
御方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の熱間連続圧延機の
ルーパー制御方法は、■実測角度，実測張力の少なくと
も一方について画像処理を施し、■予め設定した複数の
変動パターンの中から、前記画像処理の結果得られた実
測値の固有周波数および変動量絶対値に応じたパターン
を選定し、■選定したパターンに対応した修正係数によ
り、所定の制御ゲインを自動補正することを特徴として
いる。

［作　　　用］ 上述した本発明の熱間連続圧延機のルーパー制御方法で
は、実測角度，実測張力の少なくとも一方について画像
処理が施され、その画像処理の結果得られた実測値の固
有周波数および変動量絶対値に応じたパターンを，予め
設定した複数の変動パターンの中から選定する。そして
、選定したパターンに対応した修正係数により、所定の
制御ゲィンが自動的に補正される。

従って、熟練者等に頼ることなく，制御ゲインの設定が
行なわれるとともに、ルーパー制御系の特性変動を制御
ゲインに補正反映することができ、制御ゲインが最適な
状態に保持される。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての熱間連続圧
延機のルーパー制御方法について説明すると、第１図ほ
の方法を適用される装置を示す全体構成図である。なお
、図中、既述の符号と同一の符号は同一部分を示してい
るので、その説明は省略する。

第１図において、１３はルーパー角度検出器９からの実
測角度（もしくは鋼板張カ検出器１ｏがらの実測張力）
について画像処理を施す画像処理装置であり、この画像
処理装置１３は、画像処理の結果得られた実測角度の固
有周波数ｆおよび変動量絶対値（角度変動量θもしくは
鋼板張方変動量σ）に応じたパターンを、予め設定した
複数〔本実施例では第２図（ａ）〜（ｅ）に示す５つの
パターン■〜■〕の変動パターンの中から比較・選定し
て、ルーパー制御系コントローラ１１へ出力するもので
ある。１４は画像処理および制御ゲイン補正のタイミン
グを与えるべく後述のごとく動作する時限タイマである
。

そして、本実施例のルーパー制御系コントローラ１１は
、画像処理装置１３により選定されたパターンに対応し
た補正係数α（後述）により所定の制御ゲインＧ　を下
式（１）により自動補正する機能を有しており、ゲイン
補正後に比例積分制御を実施するようになっている。

σ＝ぴＸα　　　　　　　　　　・・・（１）ただし、
α＝０．８　（パターンＩ） ０．９（パターン■） １．０（パターン■） １．１（パターン■） １．２（パターン■） 上記（１）式中、では後述のごとく自動学習設定された
制御ゲインベクトル、びは圧延前に初期制御ゲイン設定
装置１２により設定された制御ゲインベクトルもしくは
前回修正された制御ゲインベクトルである。

このように構成された装置において、本実施例によるル
ーパー制御方法は、次のようにして行なわれる． 基本的には、従来と同様に、まず、ルーパー制御系コン
トローラｌ１において，ルーパー位置検出器９および鋼
板張力検出器１０からの検出信号が，それぞれ予め与え
られたルーパー位置設定値，鋼板張力設定値と比較され
、各設定値からのルーパー位置偏差，鋼板張力偏差を求
める。そして、各偏差に応じて、ワークロール速度（圧
延速度）補正量とルーパー駆動トルク補正量とを所定の
制御ゲインで算出し、各補正量に基づいて制御指令を圧
延速度制御装１７およびルーパー駆動トルク制御装置８
八出力して、ルーパー４の角度θおよび鋼板３の張力を
比例積分制御している。

このとき，本実施例では、第３図に示すように、まず、
初期制御ゲイン設定装置１２により制御ゲインＧ１が設
定され（ステップＳＬ）、圧延が開始されると（ステッ
プＳ２）、当初は補正係数αを１．０として初期制御ゲ
インをそのまま用いて制御を実施する（ステップＳ３，
Ｓ４）。制御中は、前述の通り、常時、ルーパー位置検
出器９および鋼板張力検出器１０によりルーパー角度θ
，張力が実測されており（ステップＳ５）、これらの実
測値のうち少なくとも一方（本実施例ではルーパー角度
θ）について、画像処理装置１３により、画像処理を行
ない周波数解析および変動量絶対値演算を行なう（ステ
ップＳ６）。

予め設定された時間Ｔ（例えば１５秒）経過した時点で
時限タイマ１４からタイミングが与えられ、その時点で
予め設定された５つのパターンの中から該当するパター
ンが、画像処理装置１３にて比較選定される（ステップ
Ｓ７，Ｓ８）。

ここで、本実施例における５つの変動パターンを第２図
（ａ）〜（ｅ）について簡単に説明する。第２図（ａ）
は固有振動数ｆ１（例えば０．７１｛ｚ）以上，角度変
動量θ１（例えば１０゜）以上，鋼板張力変動量σ、（
例えば１　．　５　ｋｇ／ｍｓ＋２）以上の場合であり
、？２図（ｂ）は固有振動数ｆ■以上，角度変動量θ、
以下，ｌｌ板張力変動量σ１以下の場合であり、第２図
（ｃ）は固有振動数ｆｚ（例えば０．０５玉）以下，角
度変動量θ■以下，鋼板張力変動量σ１以下の場合であ
り、第２図（ｄ）は固有振動数ｆ２〜ｆエ，角度変動量
θ、以下，鋼板張力変動量σ１以下の場合であり、第２
図（ｅ）は固有振動数ｆ２〜ｆエ，角度変動量０１以上
，鋼板張力変動量σ■以上の場合である。

変動パターンが選定されると、その選定パターンに応じ
て、ルーパー制御系コントローラ１１は、予め設定した
５つの補正係数αの中から適当なもの〔前記（１）式参
照〕決定し（ステップＳ９）、圧延が終了していなけれ
ば、再びステップＳ４に戻り、（１）式に基づく制御ゲ
イン補正を行なってから、そのゲインによりルーパー４
の位置および鋼板３の張力を比例積分制御する。

同一鋼板３の圧延中、上述のような補正を数回実施する
。

そして、圧延終了後，圧延前にセットされた制御ゲイン
と最終制御ゲインとの差（制御ゲイン補正量）を，被圧
延材である鋼板３の断面積，鋼種，板幅に応じて設定さ
れた制御ゲインに加算・学習し、次の圧延材以降の制御
ゲインＧ１とする（ステップＳｌｌ〜Ｓ１４）。学習は
次式に基づいて行なわれる。

否５＝σπ＋β、・（復ぺ斤） ０π＝否π＋β２・（腐一蛋） Ｃπ＝酊＋β３・（べ゜一百Ｄ ただし、 酊：鋼板断面積（初期設定値）に応じ て設定された制御ゲインベクトル でπ：＃Ｉ板鋼種（初期設定値）に応じて設定された制
御ゲインベクトル ζ：鋼板板幅（初期設定値）に応じて 設定された制御ゲインベクトル 可“：初期設定されたトータル制御ゲ インベクトル 可：補正後の最終トータル制御ゲイ ンベクトル β１，β２，β３＝学習補正係数で、β１＋β２＋β，
＝１，例えばβ１＝β２ ＝β，＝１／３ なお、このような本実施例の制御方法を各種鋼板に適用
した結果、ルーパー４の制御精度が向上することを確認
できた。下表は、従来法（制御ゲインを初期値のまま一
定として行なう制御方法）と、本実施例の制御方法との
精度比較を、ルーパー位置変動量および鋼板張力変動量
について示したものである。

（ただし，圧延総本数は１００本である）このように、
本実施例のルーパー制御方法を実機適用した結果、ルー
パー制御系の実機調整が，熟練者の長期間にわたる調整
なしに完了することができたほか、調整後，ルーパー制
御精度を，上記表に示す通り大幅に向上させることがで
きた。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の熱間連続圧延機のルーパ
ー制御方法によれば、予め設定した複数の変動パターン
の中から、画像処理の結果得られた実測値（ルーパー角
度もしくは張力）の固有周波数および変動量絶対値に応
じたパターンを選定し、選定したパターンに対応した修
正係数により、所定の制御ゲインを自動補正するように
構成したので，熟練者等に頼ることなく、制御ゲインを
常時最適化でき、ルーパー制御精度が大幅に向上する。

従って、張力変動による板幅変動を低減できるとともに
，圧延操業の安定性が確保されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例としての熱間連続圧延機
のルーパー制御方法を示すもので、第１図はその方法を
適用される装置を示す全体構成図，第２図（．）〜（ｅ
）はそれぞれルーパー角度（ＩＩ板張力）の変動パター
ンを示すグラフ，第３図は上記装置の動作を説明するた
めのフローチャートであり、第４図は一般的なルーパー
を示す構成図、第５図は従来の熱間連続圧延機の．ルー
パー制御装置を示す全体構成図である。 図において．１．２−圧延機、ｌａ，２ａ−ワークロー
ル、３一鋼板（被圧延材）、４−ルーパー５．６−一一
翻動モータ、７一圧延速度制御装置，８ルーパー駆動ト
ルク制御装置、９−ルーパー角度検出器、１〇一鋼板張
力検出器、１１−ルーパー制御系コントローラ、１２一
初期制御ゲイン設定装置、１３一画像処理装置、１４−
タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の圧延スタンドを有してなる熱間連続圧延機により
   被圧延材の熱間連続圧延を行なうに際し、前記の各圧延
   スタンド間に配置されたルーパーの実測角度および前記
   被圧延材の実測張力それぞれの基準設定値からの偏差に
   応じ、所定の制御ゲインに基づいて前記ルーパーの角度
   と前記被圧延材の張力とを制御する熱間連続圧延機のル
   ーパー制御方法において、 前記の実測角度、実測張力の少なくとも一方について画
   像処理を施し、 予め設定した複数の変動パターンの中から、前記画像処
   理の結果得られた実測値の固有周波数および変動量絶対
   値に応じたパターンを選定し、選定したパターンに対応
   した修正係数により、前記所定の制御ゲインを自動補正
   することを特徴とする熱間連続圧延機のルーパー制御方
   法。