JPS59209413A - Method for deciding gain in automatic sheet thickness control - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To control stably sheet thickness without providing an extension of special installation by obtaining Q/M basing on a roll revolutional speed, a roll diam., and a finish setting calculation or an on-line learning, and deciding an AGC gain under the suppressed influence of roll eccentricity. CONSTITUTION:The number of revolutions of a work roll is fetched from a pulse oscillator 3, and the diameters of a work roll and a backup roll are read from setters 6, 7, to obtain the frequency omegaR of roll eccentric angle by an arithmetic device 8 of an equation I . Further, an (alpha) for deciding the quantity of a malfunction of AGC is obtained from an arithmetic device 11 by using a load fluctuation amplitude fetched in a kiss-rolling state by a rolling load detector 1. Next, Q/M which expresses a rolling state is fetched into a setter 9 by a finish setting calculation or an on-line learning. Then, the obtained omegaR, (alpha), and Q/M are fetched into an arithmetic device 10 of an equation II, to obtain an AGC gain KP, thereby adjusting the responsiveness of an AGC rolling-reduction control device 12.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延荷重、圧下位置の信号より板厚偏差を算
出して行う自動板厚制御（以下Ａ、Ｇ、Ｃという）にお
いて、ロール偏心による八〇Ｃの誤動作量を押え、より
高いＡＧＣのゲインを得るためのＡＧＣゲイン決定方法
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides automatic plate thickness control (hereinafter referred to as A, G, and C) performed by calculating plate thickness deviation from signals of rolling load and rolling position, to prevent malfunctions of 80C due to roll eccentricity. The present invention relates to an AGC gain determination method for suppressing the amount of AGC and obtaining a higher AGC gain.

ＡＧＣの方法として、第１図に示すように、ロードセル
１より圧延荷重を検出し、位置検出器２・より圧下位置
を検出し、出側板厚計算式ｆｌＪ式より板厚偏差を求め
、その偏差を取り除く方向に圧下を駆動させ、均一な目
標板厚を得る方法かある。As shown in Fig. 1, the AGC method is to detect the rolling load from the load cell 1, detect the rolling position from the position detector 2, calculate the plate thickness deviation from the exit side plate thickness calculation formula flJ formula, and calculate the deviation. There is a way to obtain a uniform target thickness by driving the reduction in the direction of removing the thickness.

Δｈ：出側板厚偏差　ΔＦ：圧延荷重変動ΔＳ：圧下位
置移動量　Ｍ：ミル定数 この板厚偏差を生じさせる要因として、入側板厚変動、
スキッドマーク、サーマルランダウン等があり、これら
はすべて荷重変動として検出され、（１）式により出側
板厚が求められる。この計算方法は、出側板厚を瞬時に
して求めることが出来るため、一般的にゲージメータ方
式として広く普及している方法である。なお第１図で３
はパルス発信器、４は圧下用電動機、１２はＡＧＣ圧下
制御装置、Ｓは圧延材である。Δh: Output side plate thickness deviation ΔF: Rolling load variation ΔS: Rolling position movement amount M: Mill constant Factors that cause this plate thickness deviation include entry side plate thickness variation,
There are skid marks, thermal rundowns, etc., all of which are detected as load fluctuations, and the exit side plate thickness is determined by equation (1). This calculation method is generally widely used as a gauge meter method because it can instantly determine the exit side plate thickness. Note that 3 in Figure 1
4 is a rolling motor, 12 is an AGC rolling control device, and S is a rolled material.

しかし、圧延荷重として検出される要因は板厚変動要因
による荷重変動のみではなく、他に圧延ミル自身から発
生する荷重変動がある。例えばキスロール状態で圧延機
を回転させると、数ｔｏｎがら数１０　ｔｏｎの荷重変
動が検出される。これは、ロールを回転させるとロール
が真円でないことまタハキー溝等によりロール間隙が変
動するために生じるもので、このロール間隙変動量は通
常１０〜２０μである。このロール偏心は圧下位置検出
−器には検出されず、圧延荷重のみに現われるため、Ａ
ＧＣの誤動作を招く。例えばロール偏心によりロール間
隙が狭くなったとき板厚は薄くなり、圧延前ｍが増える
。この時ＡＧＣは、圧延荷重が増え圧下位置が変化して
いないことより、板厚が増えたとして圧下する方向に動
作し、更に板厚を薄くし、板厚偏差を増大させる方向に
誤動作する。However, the factors detected as rolling load are not only load fluctuations due to sheet thickness fluctuation factors, but also load fluctuations generated from the rolling mill itself. For example, when a rolling mill is rotated in a kiss roll state, a load fluctuation of several tons to several tens of tons is detected. This occurs because when the rolls are rotated, the rolls are not perfectly circular and the roll gap changes due to the key grooves and the like, and the amount of roll gap variation is usually 10 to 20 microns. This roll eccentricity is not detected by the rolling position detector and appears only in the rolling load, so A
This will cause GC malfunction. For example, when the roll gap becomes narrow due to roll eccentricity, the plate thickness becomes thinner and the m before rolling increases. At this time, since the rolling load increases and the rolling position does not change, the AGC operates in the direction of rolling down the plate as the thickness increases, and malfunctions in the direction of further thinning the plate and increasing the plate thickness deviation.

以上のように圧延荷重を使ったゲーシノータ方式にＪ−
るＡＧＣを採用しているミルでは、ロール偏心によるＡ
ＧＣの誤動作の問題が必ず生じる。As mentioned above, J-
In mills that use AGC, AGC due to roll eccentricity
The problem of GC malfunction inevitably occurs.

そこで、ロール偏心を取り除くためにロール自身の開：
８（キーレスヘアリング、ショットキー化）が行われて
きているが、設備上の問題のためすべての圧延機に使用
されるまでには至っていない。Therefore, to remove roll eccentricity, open the roll itself:
8 (keyless hair ring, Schottky) has been used, but it has not been used in all rolling mills due to equipment problems.

また、その他のロール偏心対策として、ハックアップロ
ールにパルスジェネレータを取り付け、圧延荷重変動分
のパターンをフーリエ解析法により認識し、油圧圧下装
置によりロール偏心を打ち消す方向に圧下を操作し、除
去する方法がある。In addition, as another measure against roll eccentricity, a pulse generator is attached to the hack-up roll, the pattern of rolling load variation is recognized by Fourier analysis, and a hydraulic reduction device is used to operate the reduction in the direction of canceling out the roll eccentricity. There is.

しかし、前段スタンドでロール偏心除去装置が設置され
てなければ前段スタンドのロール偏心か、除去装置の付
いている次スタンドにまで悪影響を及ぼす。これは、前
段スタンドのロール偏心による板厚変動分が次スタンド
の圧延荷重に影響し、ロール偏心のパターン認識を誤ま
らせるためで、応答性の良い油圧圧下装置の誤動作を招
く。このためＡＧＣのゲインを下げ、応答性を下げざる
を得ないことになる。また、設備として油圧圧下装置そ
してバンクアンプロールにパルスジェネレータの取り付
けが必要であるとか、また偏心パターンの解析用に計算
機が必要等、改造に際し高価となることも避けられない
。However, if a roll eccentricity removal device is not installed in the previous stage stand, the roll eccentricity of the previous stage stand or the next stand equipped with a removal device will be adversely affected. This is because the plate thickness variation due to roll eccentricity on the previous stand affects the rolling load on the next stand, leading to incorrect recognition of the roll eccentricity pattern, leading to malfunction of the highly responsive hydraulic rolling down device. For this reason, the gain of the AGC has to be lowered and the responsiveness has to be lowered. In addition, it is inevitable that the modification will be expensive, as it requires the installation of a hydraulic lowering device and a pulse generator on the bank-and-roll equipment, and a computer is required to analyze the eccentricity pattern.

そこで設備が電動圧下であるとか、パンクアップロール
にパルスジェネレータが付いていない場合、設備改造を
せずにＡＧＣのゲイン調整だけで、ロール偏心の影響を
出来るだけ小さくする方法、または除去装置が付いてい
ても偏心量の推定精度カ悪イためＡＧＣの誤動作が生し
るので、ＡＧＣのゲインを変えて誤動作を抑える方法が
要求される。Therefore, if the equipment is electrically operated or the puncture-up roll is not equipped with a pulse generator, there is a method to minimize the effect of roll eccentricity by simply adjusting the AGC gain without modifying the equipment, or if a removal device is installed. Even if the AGC is used, the accuracy of estimating the amount of eccentricity is poor and malfunctions of the AGC occur. Therefore, a method is required to suppress malfunctions by changing the gain of the AGC.

圧延状態が常に変わる中では、ロール偏心の現われ方も
違ってくるため、ＡＧＣのゲインもその都度変えてやる
必要がある。そこで本発明はそのロール偏心を量的にと
らえて適切なＡＧＣのゲインを決定する方法を提供しよ
うとするものである。As the rolling conditions are constantly changing, the appearance of roll eccentricity also changes, so it is necessary to change the AGC gain each time. Therefore, the present invention aims to provide a method for quantitatively determining the roll eccentricity and determining an appropriate AGC gain.

一般的にＡＧＣの圧下速度制御系は、圧下モータの動特
性より１次遅れが２次遅れ系で近似出来る。ここでは圧
下速度制御系を１次遅れとすると、ＡＧＣかロール偏心
量Ｅにより受ける誤動作量ΔＳは次式で表わされること
は周知のことである。Generally, in the AGC reduction speed control system, the first-order lag can be approximated by a second-order lag system based on the dynamic characteristics of the reduction motor. Here, it is well known that if the rolling speed control system is a first-order lag, the amount of malfunction ΔS caused by AGC or roll eccentricity E is expressed by the following equation.

ただし、ｔｍ：圧下系の機械的時定数 Ｋｐ：ＡＧＣの静的ゲイン ΔＥｆＳ）：ロール偏心量 （ｏ−ル間隙変動量） Δ５（Ｓ）：圧下距離 Ｑ：圧延材料の塑性係数 Ｍ；ミル定数 Ｓニラプラス変換の記号 （ラプラシアン） またロール偏心角周波数ωＲＣｒａｄ／ｓｅｅ　）は次
式で表わされる。However, tm: Mechanical time constant of rolling system Kp: Static gain of AGC ΔEfS): Roll eccentricity (o-roll gap variation) Δ5(S): Rolling distance Q: Plasticity coefficient of rolled material M; Mill constant The symbol of the S-Niraplace transform (Laplacian) and the roll eccentricity angular frequency ωRCrad/see) are expressed by the following equation.

Ｎ：ワークロール回転数〔ｒｐｍ） Ｄｗ：ワークロール径〔關〕 ＤＢ　：バンクアンプロール径〔順〕 （２）式、（３）式よりロール偏心角周波数ωＲにおい
て、偏心量△Ｅに対してＡＧＣの誤動作量ΔＳの割合は
、次式で表わされる。N: Work roll rotation speed [rpm] Dw: Work roll diameter [Set] DB: Bank roll diameter [Order] From formulas (2) and (3), at roll eccentricity angular frequency ωR, for eccentricity △E The ratio of the AGC malfunction amount ΔS is expressed by the following equation.

・・・・（４）式 〉１のときはＡＣ，Ｃはロール偏心を増長させることに
なる。そこで、α〈１の条件を満足するようにωＲ，，
Ｋｉｌ＋の関係を決めればＡＧＣの誤動作置ΔＳはロー
ル偏心の周波数帯域以上の外乱に対して、ΔＳ〈α・Δ
Ｅと減衰する。しかし、（４）式で、ωＲは圧延速度に
よって、曾は圧延材料によって決定されるため、ＡＧＣ
の誤動作量ΔＳを調整出来るものはＡＧＣゲインＫｐの
シである。...When formula (4)>1, AC and C increase roll eccentricity. Therefore, in order to satisfy the condition of α〈1, ωR,,
If the relationship of Kil+ is determined, the AGC malfunction position ΔS will be ΔS〈α・Δ
Attenuates with E. However, in equation (4), ωR is determined by the rolling speed and z is determined by the rolled material, so AGC
What can adjust the malfunction amount ΔS is the AGC gain Kp.

（４）式のＫｐを求めるためには、 ・・（５）式 と置いて、まずＡＧＣの誤動作の割合αを与える必要が
ある。そこで、このαを決定するロジックとして、次の
方法を採用する。In order to obtain Kp in equation (4), in addition to equation (5), it is first necessary to give the AGC malfunction rate α. Therefore, the following method is adopted as the logic for determining this α.

αの大きさは、ロール組替後又は圧延開始前にキスロー
ル状態でロール偏心の荷重変動幅を検出し、第２図に示
すように荷重変動幅によって決定する。つまり、変動幅
が大なるときは偏心が大きく、ＡＧＣの誤動作量が大き
くなるため、αを小さくとってＡＧＣの応答性を下げ変
動幅が小なる時は１に近付け、ＡＧＣの応答性を出来る
だけ上げてスキッドマーク等の外乱に備える。次に、α
が決定すると、（５）式よりＫｐを求める次式が得られ
る。The magnitude of α is determined by detecting the load fluctuation width of the roll eccentricity in a kiss roll state after the rolls are rearranged or before the start of rolling, and as shown in FIG. 2. In other words, when the fluctuation range is large, the eccentricity is large and the amount of AGC malfunction is large. Therefore, by setting α to a small value, the responsiveness of the AGC is lowered, and when the fluctuation range is small, it is brought closer to 1, and the responsiveness of the AGC can be improved. to prepare for disturbances such as skid marks. Next, α
Once determined, the following equation for determining Kp is obtained from equation (5).

ここで、ｑは仕上設定計算を行う計算機より又はオンラ
インでの学習より求め、ロール偏心角周波数ωＲとロー
ル偏心角周波数域で誤動作する割合αを与えれば、ＡＧ
ＣゲインＫｐが決定出来る。Here, q is obtained from a computer that performs finishing setting calculations or by online learning, and if the roll eccentricity angular frequency ωR and the rate of malfunction α in the roll eccentricity angular frequency range are given, then AG
C gain Kp can be determined.

（６）式よりＫｐの１頃向を掴まえるために第３図に、
実施例として各スタンドが取り得る亭　ωＰの範Ｍ′ 囲を示した。この図の横軸にはロール偏心周波数をとっ
ているが、操業上、各スタンドの圧延速度の範囲は限定
されるため、（３）式よりロール偏心角これも圧延材料
によって求まるもので、各スタンドでどれだけの範囲を
持つかは、鋼種、サイズによって決定される。第３図に
示したものは本発明者らの経験から描いたものであるが
、前段スタン一定値と置いても良い。しかし、後段スタ
ンドにる。In order to grasp the direction of Kp around 1 from equation (6), in Figure 3,
As an example, the range M' of the bow ωP that each stand can take is shown. The horizontal axis of this figure shows the roll eccentricity frequency, but since the rolling speed range of each stand is limited due to operational reasons, the roll eccentricity angle is also determined by the rolled material from equation (3), and each stand has a limited rolling speed range. The range a stand has is determined by its steel type and size. Although what is shown in FIG. 3 was drawn based on the experience of the present inventors, it may be set as a constant value for the front stage stun. However, it is in the rear stand.

例えばＦ６ｓｔｄ（仕上げ第６スタンド）についてＡＧ
ＣゲインＫｐは、圧延状態によってに１〜にひまでの値
を取り得るが、圧延速度よりｗＲ１学習よりｑを求めれ
ば、（６）式より最適なＫｐが決定される。またオペレ
ータの目視によりゲインを決定する場合は、αを一定と
して第３図を描いておいて圧延速度からωＲを求め、ｑ
ば鋼種、サイズによりテーブルで持って、図より求める
。例えば、第３図に示すようにωＲ−ωＲ，，Ｑ−ａ。For example, AG for F6std (finishing 6th stand)
The C gain Kp can take a value of 1 to 1000 depending on the rolling state, but if q is determined by learning wR1 from the rolling speed, the optimum Kp can be determined from equation (6). In addition, when determining the gain by visual inspection by the operator, draw Fig. 3 with α constant, calculate ωR from the rolling speed, and calculate q
Depending on the steel type and size, hold it on a table and find it from the diagram. For example, as shown in FIG. 3, ωR-ωR,,Q-a.

が与えられれば目視でＫｐ＝に２が読み取られる。is given, 2 is visually read in Kp=.

しかし、以上のように、Ｋｐを決定するのは（６）式で
あり、計算機を使ってオンラインでω”Ｍを求め、Ｋｐ
を修正していく方法がより安定したＡＧＣ系が得られる
。このゲイン決定法は、スキッドマーク変動周波数に対
してロール偏心による変動周波数帯域が離れている程、
ロール偏心によるＡ’ＧＣの誤動作量は小さく、スキッ
ドマークに対してＡＧＣ効果が大となる。However, as mentioned above, Kp is determined by equation (6), and ω''M is determined online using a calculator, and Kp
A more stable AGC system can be obtained by modifying this method. In this gain determination method, the farther the fluctuation frequency band due to roll eccentricity is from the skid mark fluctuation frequency, the more
The amount of A'GC malfunction due to roll eccentricity is small, and the AGC effect is large for skid marks.

本発明では、特別な設備の増設を施すことなく、ロール
回転速度とロール径及び仕上設定計算又はオンライン学
習により只を求め、それらの値からロール偏心の影響を
抑えたＡＧＣゲインが決定され、安定した板厚制御が可
能となる。In the present invention, the AGC gain that suppresses the influence of roll eccentricity is determined from these values by determining the roll rotation speed, roll diameter, and finish setting calculation or online learning without adding special equipment, and is stable. This makes it possible to control the plate thickness.

第４図は本発明の実施例で、ワークロール回転数はパル
ス発振器３より取込み、ワークロール径、バックアップ
ロール径はそれぞれ設定器６，７より読込み、ロール偏
心角周波数ωＲは（３）式の／ｉｉｊ算装置８で求めら
れる。ＡＧＣ誤動誤動合量定するαば、キスロール状態
で圧延荷重検出器１て取込んだ荷重変動幅を使って演算
器１１から求められＱ る。圧延状態を表わすＭは、仕上設定割算又はオンライ
ン学習より設定器９に取込まれる。次に得られたωＲ２
α　９を（６）式の演算装置に取込むと゛　Ｍ Ａ　Ｇ　ＣゲインＫｐが求められ、ＡＧＣ圧下制御装Ｍ
１２の応答性を調整する。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention, in which the work roll rotation speed is taken in from the pulse oscillator 3, the work roll diameter and the backup roll diameter are read in from the setting devices 6 and 7, respectively, and the roll eccentric angular frequency ωR is calculated using equation (3). /iij calculation device 8. To determine the total amount of AGC malfunction and malfunction, Q is obtained from the calculator 11 using the load fluctuation range taken in by the rolling load detector 1 in the kiss roll state. M representing the rolling state is taken into the setting device 9 through finish setting division or online learning. Next obtained ωR2
When α 9 is taken into the arithmetic unit of equation (6), the M A G C gain Kp is obtained, and the AGC reduction control device M
Adjust the responsiveness of 12.

このように本発明ば熱延、冷延で、ロール偏心等の影響
を受けるＡＧＣ装置、ＡＷＣ装置等のゲイン自動調整法
として有９）ノな方法である。As described above, the present invention is an excellent automatic gain adjustment method for AGC devices, AWC devices, etc. that are affected by roll eccentricity during hot rolling and cold rolling.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の適用設備の説明図、第２図。 第３図は本発明の原理説明図、第４図は本発明の一実施
例を示す説明図である。 ■・・圧延荷重検出器、　２・・・圧下位置検出器、３
・・・パルス発信器、　４・・・圧下用電動機、　５・
・・カウンタ、　　６・・・ワークロール径設定器、　
７・・・パンクアップロール径設定器、　　８，１０．
１１・・・演算装置、　９・・謝設定器、　　１２・・
・ＡＣ，Ｃ圧下制御装置。 第１図 １″） 第２図 イ吋重メ（動十昌 ［ｔ　ｏ　ｎｌ 第３図 第４図FIG. 1 is an explanatory diagram of equipment to which the present invention is applied, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention. ■... Rolling load detector, 2... Rolling position detector, 3
...Pulse transmitter, 4.Voltage motor, 5.
... Counter, 6... Work roll diameter setting device,
7... Punk up roll diameter setting device, 8,10.
11... Arithmetic device, 9... Value setting device, 12...
・AC, C pressure control device. Figure 1 1'') Figure 2 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 圧延荷重、圧下距離の信号から板厚偏差を求め自動板厚
制御（Ａ、Ｇ、Ｃ）を行なう圧延制御において、ロール
偏心に対するＡ、Ｇ、Ｃの誤動作の割合をαとし、αを
ロール偏心による荷重変動幅に応じて決定し、しかる後
ロール偏心周波数ωＲと圧延機のミル定数Ｍ／材料の塑
性係数ＱとからＡ、Ｇ、ＣゲインＫ　ｐを求めることを
特徴とする自動板厚制御におけるゲインの決定方法。In rolling control that calculates plate thickness deviation from signals of rolling load and rolling distance and performs automatic plate thickness control (A, G, C), the ratio of malfunctions of A, G, and C to roll eccentricity is α, and α is roll eccentricity. Automatic plate thickness control characterized by determining the A, G, and C gains K p from the roll eccentric frequency ωR and the mill constant M of the rolling mill/plasticity coefficient Q of the material. How to determine the gain in.