JPH0859040A - 熱間連続圧延機の制御装置 - Google Patents

熱間連続圧延機の制御装置

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JPH0859040A
JPH0859040A JP6196795A JP19679594A JPH0859040A JP H0859040 A JPH0859040 A JP H0859040A JP 6196795 A JP6196795 A JP 6196795A JP 19679594 A JP19679594 A JP 19679594A JP H0859040 A JPH0859040 A JP H0859040A
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JP
Japan
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looper
rolling mill
torque
speed
acceleration
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JP6196795A
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English (en)
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Minoru Nagaka
加 実 長
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ルーパーに機械振動があっても、即応性を有
するループ量制御系を実現し、張力変動を生じない安定
した熱間連続圧延機の制御装置を提供する。 【構成】 圧延機間に電動機駆動型のルーパーを配置
し、圧延機駆動電動機の速度を予め設定された速度基準
に従って制御すると共に、ルーパー駆動電動機の出力ト
ルクを予め設定されたトルク基準に従って制御し、か
つ、ルーパーの高さを一定に保持するようにルーパーの
高さ検出値に基いて圧延機駆動電動機に対する速度基準
を補正する熱間連続圧延機の制御装置において、ルーパ
ー駆動電動機の加減速トルクを検出し、この加減速トル
クに所定の利得を乗算して得られた値を圧延機駆動電動
機の速度基準に対する新たな補正量として加える加減速
トルク帰還回路を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延機間に電動機駆動
型のルーパーが配置された熱間連続圧延機に係り、特
に、帯鋼の連続圧延に好適な熱間連続圧延機の制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】熱間帯鋼連続圧延機においては、各スタ
ンド間に電動機駆動型のルーパーが設置され、圧延機速
度を介したループ量制御系によりスタンド間ループ量を
一定に保つ一方、ルーパーのトルク制御系によりスタン
ド間張力を一定に保つように圧延機駆動電動機及びルー
パー駆動電動機が制御される。しかしながら、ルーパー
の慣性能率が大きいと、ルーパーはループ量制御系に追
従できずに、張力変動を発生すると同時に、ループ量制
御系に振動を発生させていた。
【0003】図3はこの種の従来の制御装置を、適用対
象の熱間帯鋼連続圧延機と併せて示したブロック図であ
る。同図において、入側圧延機1aは入側圧延機駆動電動
機2によって駆動される。この入側圧延機1aの下流に駆
動系の図示を省略した出側圧延機1bが配置され、被圧延
材3は入側圧延機1a、出側圧延機1bの順に圧延される。
これらの圧延機間に、ルーパーロール4、ルーパーアー
ム5及びルーパー駆動電動機6を備えた電動機駆動型の
ルーパーが設けられている。また、ルーパー駆動電動機
6を制御するためにトルク制御装置8が設けられる。ト
ルク制御装置8はルーパー駆動用の電源を内蔵してお
り、予め設定されたトルク基準Tm と一致するトルクが
出力されるようにルーパー駆動電動機6の電流を制御す
るものである。また、高さに換算することのできるルー
パーアーム5の角度を検出するルーパー角度検出器7が
設けられており、さらに、その検出値に基いて、被圧延
材3のループ量が予め定めた値になるように速度基準の
補正量を出力するループ量制御装置9が設けられてい
る。一方、圧延機駆動用の電源を内蔵し、入側圧延機1a
のロール速度を速度基準Vに一致させるように入側圧延
機駆動電動機2の速度を制御する速度制御装置10が設け
られ、速度制御装置10に入力される速度基準Vをループ
量制御装置9の補正量によって補正するようになってい
る。
【0004】図4はこの制御装置の制御系のブロック図
であり、ここに用いた記号は次のことを意味している。
【0005】V :入側圧延機の速度基準 Vn :入側圧延機の出側圧延材速度 Vn+1 :出側圧延機の入側圧延材速度 s :ラプラス演算子 Ss :圧延機間速度差によるループ量 SL :ルーパーによるループ量 E :被圧延材のヤング率 L :スタンド間距離 τu :ユニット張力(単位断面積当たりの張力) Kλ :ユニット張力から被圧延材速度への変換係数 A :被圧延材の断面積 f(θ):張力からルーパーに作用するトルクへの変換
係数 τs :張力によりルーパーに与えられるトルク τ :被圧延材の張力 τL :ルーパーのトルク制御系からルーパーに与え
られるトルク J :ルーパーの慣性能率 N :ルーパー角速度 θ :ルーパー角度 K(θ):ルーパーの角度からルーパーによるループ量
への変換係数 Tm :ルーパー電動機のトルク基準 この図4に示した制御系は、速度基準Vに従って入側圧
延機駆動電動機を制御したときに出側の圧延材速度がV
n になったとすると、この圧延材速度Vn から出側圧延
機の入側の圧延材速度Vn+1 を差引いた値に、ユニット
張力τu による圧延材速度Kλ・τu を加えた値を積分
することによって圧延機間速度差によるループ量Ss
得られ、このループ量Ss とルーパーによるループ量S
L との差に係数E/Lを乗じることによってユニット張
力τu が得られ、このユニット張力τu に被圧延材の断
面積Aを乗じて実張力τが得られ、さらに、変換係数f
(θ)を乗じると張力によりルーパーに与えられるトル
クτs となり、その一方で、トルク制御装置8がトルク
基準Tm に従ってルーパー駆動電動機6の速度を制御す
るとトルク制御系からルーパーにトルクτL が与えら
れ、トルクτL とトルクτs との差をルーパーの慣性能
率Jで除して積分すればルーパー角速度Nとなり、さら
に、ルーパー角速度Nを積分すればルーパー角度θと一
致するので、このルーパー角度θに変換係数K(θ)を
乗じてルーパーによるループ量SL が得られ、さらに、
ルーパー角度θによってループ量制御装置9が速度基準
Vを補正する構成になっている。
【0006】上記各制御要素の関係を数式で示すと下記
のとおりである。
【0007】
【数1】 τ=A・τu …(2) τs =f(θ)・τ …(3)
【0008】
【数2】 L =K(θ)・θ …(5) τL =Tm ・GT …(6) なお、GT はトルク制御系の利得である。
【0009】そこで、上記(1) 〜(6) 式により圧延材速
度差からルーパー角度への伝達関数を求めると次式のよ
うになる。この場合、Δθはルーパー角度θの微少変化
量、Δ(Vn −Vn+1 )は入側圧延機1aから出る圧延速
度Vn と出側圧延機1bに噛込まれてゆく圧延材の速度V
n+1 との速度差(Vn −Vn+1 )の微少変化量とする。
【0010】
【数3】 ただし X=L・J・s2 +(L・GT +E・Kλ・J)s +(GT ・E・Kλ+A・f(θ)・E・K(θ)) である。
【0011】この(7) 式がルーパーの振動系を表す伝達
関数で、この二次系の自然角周波数ωn 及び減衰定数ζ
は(8) 式、(9) 式で与えられる。
【0012】
【数4】
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記(8) 式のωn
(9) 式のζはルーパーの構造、被圧延材の性質等により
定まるが、ωn ,ζの値如何によってはループ量制御系
に影響を与え、ループ量制御系の応答を上げることがで
きないという問題があった。
【0014】本発明の目的は、かかる機械振動があって
も、即応性を有するループ量制御系を実現し、張力変動
を生じない安定した熱間連続圧延機の制御装置を提供す
ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧延機間に電
動機駆動型のルーパーを配置し、圧延機駆動電動機の速
度を予め設定された速度基準に従って制御すると共に、
ルーパー駆動電動機の出力トルクを予め設定されたトル
ク基準に従って制御し、かつ、ルーパーの高さを一定に
保持するようにルーパーの高さ検出値に基いて圧延機駆
動機に対する速度基準を補正する熱間連続圧延機の制御
装置において、ルーパー駆動電動機の加減速トルクを検
出し、この加減速トルクに所定の利得を乗算して得られ
た値を圧延機駆動電動機の速度基準に対する新たな補正
量として加える加減速トルク帰還回路を備えたことを特
徴としている。
【0016】
【作用】本発明においては、ルーパー駆動電動機の加減
速トルクに所定の利得を乗算して得られた値を圧延機駆
動電動機の速度基準に対する新たな補正量として加える
ようにしているので、ルーパーのトルク制御系からルー
パーに与えられるトルクτL と、張力によ利ルーパーに
与えられるトルクτs との間に差があると、ルーパー電
動機加減速トルクτacc を所定の利得で圧延機速度制御
系に帰還する回路の出力Vj は次式 Vj =τacc ・Kj …(10) となって圧延機速度制御系が応答し、入側圧延機の出側
材料速度が変化する。これにより、圧延機間ループ量は
増減し、これに応じて張力が変化し、ルーパーのトルク
制御系からルーパーに与えられるトルクτL と、張力に
よりルーパーに与えられるトルクτs との間の偏差を減
少させることができる。
【0017】なお、利得Kj は共振点が高くなり、か
つ、ダンピングを大きくするように、実験により被圧延
材の断面積、鋼種等に応じて適切に定める。
【0018】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基いて詳
細に説明する。図1は本発明の一実施例の構成を、適用
対象の熱間帯鋼連続圧延機と併せて示したブロック図で
ある。この図1中、図3と同一の符号を付したものはそ
れぞれ同一の要素を示している。そして、図3の構成に
対して、ルーパーの角速度Nを検出してトルク制御装置
8に加えるルーパー角速度検出器7aと、ルーパーの角速
度Nを用いてトルク制御装置8が自己検出するルーパー
駆動電動機6の加減速トルクτacc を入力し、このτ
acc に利得Kj を乗じて、速度制御装置10に加えられる
速度基準Vに補正を加える加減速トルク帰還回路11とを
新たに付加した構成になっている。
【0019】上記のように構成された本実施例の動作に
ついて、特に従来装置に対して要素を新たに付加した部
分を中心にして以下に説明する。従来装置で表現したと
同様に、図1に示した制御系のブロック図を示すと図2
のようになる。これは、図4に示したブロック図と比較
した場合、加減速トルク帰還回路11が付加され、ルーパ
ー駆動電動機の加減速トルクτacc に利得Kj を乗算
し、得られた値Vj を速度制御装置10に加える点が図4
と相違し、これ以外は図4と全く同様である。
【0020】そこで、速度制御装置10の速度基準から入
側圧延機出側の圧延材速度への変換係数をGs とすれ
ば、加減速トルクτacc からユニット張力τu までの伝
達関数は次式で示される。
【0021】
【数5】 この二次系の自然角周波数ωn ′及び減衰定数ζ′は次
の(12),(13)式で与えられる。
【0022】
【数6】 ここで、(12),(13)式で示した本実施例による自然角周
波数ωn ′及び減衰定数ζ′と、(8),(9) 式で示された
従来装置の自然角周波数ωn 及び減衰定数ζとを比較す
ると、本実施例による減衰定数ζ′が従来装置の減衰定
数ζ比較して大きくなっていることが分かる。これによ
って、ルーパー制御系の振動がループ量制御系に与える
影響を抑えることができ、ループ量制御系の高応答性が
得られる。
【0023】なお、上記実施例では、本発明を熱間帯鋼
連続圧延機に適用した場合について説明したが、本発明
はこれに適用を限定されるものではなく、他の熱間連続
圧延機にも適用可能である。
【0024】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、ルーパー駆動電動機の加減速トルクに所
定の利得を乗算して得られた値を圧延機駆動電動機の速
度基準に対する新たな補正量として加えるようにしてい
るので、ルーパーのトルク制御系からルーパーに与えら
れるトルクと、張力によりルーパーに与えられるトルク
との間の偏差を減少させることができ、即応性を有する
ループ量制御系を実現し、張力変動を生じない安定した
熱間連続圧延機の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を、適用対象と併せて
示したブロック図。
【図2】本発明の一実施例の動作を説明するための制御
系全体のブロック図。
【図3】従来の熱間連続圧延機の制御装置の構成を、適
用対象と併せて示したブロック図。
【図4】従来の熱間連続圧延機の制御装置の動作を説明
するための制御系全体のブロック図。
【符号の説明】
1a 入側圧延機 1b 出側圧延機 2 入側圧延機駆動電動機 4 ルーパーロール 5 ルーパーアーム 6 ルーパー駆動電動機 7 ルーパー角度検出器 7a ルーパー角速度検出器 8 トルク制御装置 9 ループ量制御装置 10 速度制御装置 11 加減速トルク帰還回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 5/00 F L

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延機間に電動機駆動型のルーパーを配置
    し、圧延機駆動電動機の速度を予め設定された速度基準
    に従って制御すると共に、ルーパー駆動電動機の出力ト
    ルクを予め設定されたトルク基準に従って制御し、か
    つ、前記ルーパーの高さを一定に保持するようにルーパ
    ーの高さ検出値に基いて圧延機駆動電動機に対する速度
    基準を補正する熱間連続圧延機の制御装置において、前
    記ルーパー駆動電動機の加減速トルクを検出し、この加
    減速トルクに所定の利得を乗算して得られた値を圧延機
    駆動電動機の速度基準に対する新たな補正量として加え
    る加減速トルク帰還回路を備えたことを特徴とする熱間
    連続圧延機の制御装置。
JP6196795A 1994-08-22 1994-08-22 熱間連続圧延機の制御装置 Pending JPH0859040A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002013984A1 (fr) * 2000-08-10 2002-02-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif de commande pour train de laminage en en continu
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CN103350115A (zh) * 2013-06-18 2013-10-16 山西太钢不锈钢股份有限公司 热连轧薄规格活套补偿主机速度变系数控制方法
CN109070163A (zh) * 2016-04-14 2018-12-21 首要金属科技德国有限责任公司 鲁棒的带张力控制

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