JPS6111126B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6111126B2 JPS6111126B2 JP54113241A JP11324179A JPS6111126B2 JP S6111126 B2 JPS6111126 B2 JP S6111126B2 JP 54113241 A JP54113241 A JP 54113241A JP 11324179 A JP11324179 A JP 11324179A JP S6111126 B2 JPS6111126 B2 JP S6111126B2
- Authority
- JP
- Japan
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- looper
- loop amount
- control
- stand
- speed
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 18
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/50—Tension control; Compression control by looper control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は連続圧延機のスタンド間張力制御およ
びループ量制御を行なう連続圧延機の電動ルーパ
ー制御方法に係り、特に安定度の向上に関する。
びループ量制御を行なう連続圧延機の電動ルーパ
ー制御方法に係り、特に安定度の向上に関する。
従来、連続圧延機特に熱間圧延機ではスタンド
間にルーパーを設けこのルーパーによりスタンド
間の張力を一定に保つことによつてスタンド間の
材料ループ量をも一定に保つようにしている。と
ころでこの種の連続圧延機におけるスタンド間張
力制御およびループ量制御は製品寸法の精度向上
および圧延操業の安定化の面で重要な役割をはた
している。そしてスタンド間に異常な張力あるい
はループが発生すると均一な製品寸法精度が得ら
れないばかりか圧延操業にも影響を及ぼし、時に
は圧延操業不可能という状態も生じる。第１図は
従来の電動ルーパー制御系の構成をｉおよびｉ＋
１スタンドで示すブロツク図である。図中１はｉ
スタンド、２はｉ＋１スタンド、３はこのスタン
ド１，２間を通過する圧延材料である。そして
４，５はそれぞれスタンド１，２の圧延機を駆動
する電動機、６，７は電動機４，５を速度基準
S1r，S2rによつて制御する速度制御装置である。
さらに８はスタンド１，２間に設置したルーパー
ロール、９はルーパーロール８を駆動するルーパ
ー電動機、１０はルーパー電動機９の電流を制御
する電流制御装置である。そして１１は電流制御
装置１０へ与える電流基準Irを設定する電流基準
発生器、１２はルーパー角度を検出しこの検出値
を電流基準発生器１１および演算装置１３へ与え
る。演算装置は材料ループ量ｌ〓の演算値とスタ
ンド間材料ループ量基準ｌrとの差分をループ量
制御装置１４へ与えこの出力と速度基準S1rとの
差分に応じて速度制御装置６を制御する。
間にルーパーを設けこのルーパーによりスタンド
間の張力を一定に保つことによつてスタンド間の
材料ループ量をも一定に保つようにしている。と
ころでこの種の連続圧延機におけるスタンド間張
力制御およびループ量制御は製品寸法の精度向上
および圧延操業の安定化の面で重要な役割をはた
している。そしてスタンド間に異常な張力あるい
はループが発生すると均一な製品寸法精度が得ら
れないばかりか圧延操業にも影響を及ぼし、時に
は圧延操業不可能という状態も生じる。第１図は
従来の電動ルーパー制御系の構成をｉおよびｉ＋
１スタンドで示すブロツク図である。図中１はｉ
スタンド、２はｉ＋１スタンド、３はこのスタン
ド１，２間を通過する圧延材料である。そして
４，５はそれぞれスタンド１，２の圧延機を駆動
する電動機、６，７は電動機４，５を速度基準
S1r，S2rによつて制御する速度制御装置である。
さらに８はスタンド１，２間に設置したルーパー
ロール、９はルーパーロール８を駆動するルーパ
ー電動機、１０はルーパー電動機９の電流を制御
する電流制御装置である。そして１１は電流制御
装置１０へ与える電流基準Irを設定する電流基準
発生器、１２はルーパー角度を検出しこの検出値
を電流基準発生器１１および演算装置１３へ与え
る。演算装置は材料ループ量ｌ〓の演算値とスタ
ンド間材料ループ量基準ｌrとの差分をループ量
制御装置１４へ与えこの出力と速度基準S1rとの
差分に応じて速度制御装置６を制御する。
しかしてスタンド間張力制御はルーパーロール
８が材料３を押し上げる力と材料張力Ｔによつて
受ける力とが目標とする張力基準Trで平衡する
ようにルーパー電動機９のトルクを制御して行な
う。この場合、ルーパー電動機９の発生トルクは
界磁一定で電流に比例するという特性を利用して
ルーパー電動機９の電流ｉを検出し、この電流ｉ
が電流基準Irになるように電流制御を行ないスタ
ンド間張力制御を行なう。そしてルーパーロール
８を介して材料張力Ｔから受けるルーパー電動機
９の負荷トルクTcはルーパー角度θの関数とな
り次の１式で示される。
８が材料３を押し上げる力と材料張力Ｔによつて
受ける力とが目標とする張力基準Trで平衡する
ようにルーパー電動機９のトルクを制御して行な
う。この場合、ルーパー電動機９の発生トルクは
界磁一定で電流に比例するという特性を利用して
ルーパー電動機９の電流ｉを検出し、この電流ｉ
が電流基準Irになるように電流制御を行ないスタ
ンド間張力制御を行なう。そしてルーパーロール
８を介して材料張力Ｔから受けるルーパー電動機
９の負荷トルクTcはルーパー角度θの関数とな
り次の１式で示される。
ＴL＝ｋ・Ｔ・｛Sin（θ＋β）
−Sin（θ−α）｝ …１
ただしα、βは材料とパスラインとの角度、ｋ
は定数 したがつてルーパー電動機９の電流基準Irはル
ーパー角度θの関数となるように電流基準発生器
１１により決定される。
は定数 したがつてルーパー電動機９の電流基準Irはル
ーパー角度θの関数となるように電流基準発生器
１１により決定される。
一方ループ量制御は電動機４の速度基準S1rを
修正して圧延速度を制御することによつて行な
う。すなわちスタンド間の材料ループ量をルーパ
ー角度θから演算装置１３によつて演算し、この
演算値ｌ〓がループ量基準lrになるようにループ
量制御装置１４でスタンド１側の速度制御装置６
の速度基準S1rを修正する。上記スタンド間張力
制御とループ量制御は密接に関係し、ループ量制
御が不安定になるとスタンド間張力を一定に保つ
こともできなくなる。しかしてこのような従来の
電動ルーパー制御を行なうものではルーパーの慣
性等の機械的定数値、圧延パラメータ値の影響に
よつてルーパー制御系、特にループ量制御系が不
安定になりこの結果一定張力が得られなくなる。
修正して圧延速度を制御することによつて行な
う。すなわちスタンド間の材料ループ量をルーパ
ー角度θから演算装置１３によつて演算し、この
演算値ｌ〓がループ量基準lrになるようにループ
量制御装置１４でスタンド１側の速度制御装置６
の速度基準S1rを修正する。上記スタンド間張力
制御とループ量制御は密接に関係し、ループ量制
御が不安定になるとスタンド間張力を一定に保つ
こともできなくなる。しかしてこのような従来の
電動ルーパー制御を行なうものではルーパーの慣
性等の機械的定数値、圧延パラメータ値の影響に
よつてルーパー制御系、特にループ量制御系が不
安定になりこの結果一定張力が得られなくなる。
すなわち第２図は第１図に示す電動ルーパー制
御系の特にループ量制御系を示すブロツク線図で
ある。
御系の特にループ量制御系を示すブロツク線図で
ある。
なお第２図のブロツク線図で第１図と同一記号
は同一要素でありその他の記号は次の通りであ
る。
は同一要素でありその他の記号は次の通りであ
る。
G1：ｉスタンドの速度制御系の伝達関数
G2：ｉ＋１スタンドの速度制御系の伝達関数
W1：ｉスタンドのロール速度
W2：ｉ＋１スタンドのロール速度
V1：ｉスタンドの出側材料速度
V2：ｉ＋１スタンドの入側材料速度
C1：W1とV1とを関係づけるブロツクで張力応
力ＴUの関数 C2：W2とV2とを関数づけるブロツクで張力応
力ＴUの関数 Ｅ：材料ヤング率 Ａ：材料断面積 ＴU：張力応力 Ｌ：ｉスタンドとｉ＋１スタンド間の距離 F1：F1＝Sin（θ＋β）−Sin（θ−α） ＴL：ルーパー負荷トルク γ：ルーパー発生トルク Ｊ：ルーパーの慣性 Ｗ：ルーパー電動機の角速度 F2：ルーパー角度θからループ量への変換関
数 ｇ，ｋ：定数 Ｓ：ラプラス演算子 しかしてｉスタンドのロール速度W1と演算装
置１３で演算した材料ループ量ｌ〓、すなわちル
ープ量基準lrに対するフイードバツク量との関係
を定常状態からの微小変化として表わすと次の２
式になる。
力ＴUの関数 C2：W2とV2とを関数づけるブロツクで張力応
力ＴUの関数 Ｅ：材料ヤング率 Ａ：材料断面積 ＴU：張力応力 Ｌ：ｉスタンドとｉ＋１スタンド間の距離 F1：F1＝Sin（θ＋β）−Sin（θ−α） ＴL：ルーパー負荷トルク γ：ルーパー発生トルク Ｊ：ルーパーの慣性 Ｗ：ルーパー電動機の角速度 F2：ルーパー角度θからループ量への変換関
数 ｇ，ｋ：定数 Ｓ：ラプラス演算子 しかしてｉスタンドのロール速度W1と演算装
置１３で演算した材料ループ量ｌ〓、すなわちル
ープ量基準lrに対するフイードバツク量との関係
を定常状態からの微小変化として表わすと次の２
式になる。
Δｌ〓／ΔＷ１＝Ｃ１／Ｓ・１／１＋Ｂ１・Ｓ＋Ｂ２
・Ｓ２…２ ここでB1，B2は次の３，４式で与えられる。
・Ｓ２…２ ここでB1，B2は次の３，４式で与えられる。
B1＝Ｃ・Ｊ・ｇ／Ａ・ｋ・Ｆ１・Ｆ２ …３
B2＝Ｊ・ｇ・Ｌ／Ａ・ｋ・Ｆ１・Ｆ２・Ｅ…４
ただしＣは材料速度の張力応力に対する影響係
数でC1，C2，ＴUの関係から得る。したがつて２
式から明らかなようにロール速度W1と材料ルー
プ量ｌ〓との関係にはB1，B2で定まる２次系が
含まれ、この値いかんによつては２次系が振動的
になる。このために単にルーパー角度を検出し、
この検出信号だけをフイードバツク信号としてル
ープ量制御を行なうものでは安定な制御を行なう
ことはできない。
数でC1，C2，ＴUの関係から得る。したがつて２
式から明らかなようにロール速度W1と材料ルー
プ量ｌ〓との関係にはB1，B2で定まる２次系が
含まれ、この値いかんによつては２次系が振動的
になる。このために単にルーパー角度を検出し、
この検出信号だけをフイードバツク信号としてル
ープ量制御を行なうものでは安定な制御を行なう
ことはできない。
なお以上の説明において、ルーパーの目的はス
タード間の材料ループ（すなわちルーパー角度）
を一定に保つこと、およびスタンド間張力を目標
値に制御することの２つであるが、本発明ではこ
の２つのうち前者のループ量制御の特性改善をね
らつたものであるので、後者のスタンド間張力の
制御については特に詳しくは言及していない。あ
えて述べれば、このスタンド間張力の制御は次の
ような方法で行なわれる。つまり、第１図に示す
ようにルーパーのトルク（電流に比例）を制御
し、材料張力Ｔに平衡するようにルーパー８を押
しあげている。現場でのオペレータは、ルーパー
角度を見て操業しており、ルーパー角度が不安定
になると非常に操業がしずらいのが現状である。
すなわち、ルーパー角度制御（＝ループ量制御）
はスタンド間張力制御よりも重要な制御である。
このループ量制御が不充分であると、スタンド間
に材料が滞留して即ぐに圧延不能状態となるのが
実情である。そして、ループ量制御が安定に動作
するとスタンド間張力制御も安定に動作するのが
過去の経験である。従つて、前述したループ量の
みの制御を行なうことには以上のような意味があ
る。
タード間の材料ループ（すなわちルーパー角度）
を一定に保つこと、およびスタンド間張力を目標
値に制御することの２つであるが、本発明ではこ
の２つのうち前者のループ量制御の特性改善をね
らつたものであるので、後者のスタンド間張力の
制御については特に詳しくは言及していない。あ
えて述べれば、このスタンド間張力の制御は次の
ような方法で行なわれる。つまり、第１図に示す
ようにルーパーのトルク（電流に比例）を制御
し、材料張力Ｔに平衡するようにルーパー８を押
しあげている。現場でのオペレータは、ルーパー
角度を見て操業しており、ルーパー角度が不安定
になると非常に操業がしずらいのが現状である。
すなわち、ルーパー角度制御（＝ループ量制御）
はスタンド間張力制御よりも重要な制御である。
このループ量制御が不充分であると、スタンド間
に材料が滞留して即ぐに圧延不能状態となるのが
実情である。そして、ループ量制御が安定に動作
するとスタンド間張力制御も安定に動作するのが
過去の経験である。従つて、前述したループ量の
みの制御を行なうことには以上のような意味があ
る。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので振
動系の２次系を補償して安定した制御を行なうこ
とができる連続圧延機の電動ルーパー制御方法を
提供することを目的とするものである。以下本発
明の一実施例を第３図に示すブロツク線図を参照
して詳細に説明する。すなわち第３図において破
線枠内は第２図に示す従来の方法に追加した部分
でフイードバツク信号としてルーパー角度θとと
もにルーパー角度の微分値であるルーパー電動機
の角速度ωとこの角速度の微分、すなわち加速ト
ルクＴαを用いる。そして従来の材料ループ量信
号ｌ〓とルーパー電動機の角速度ωに係数a1を乗
じた信号ωa1および加速トルクＴαに係数a2を乗
じた信号Ta2とを加算した信号ｌをフイードバツ
クしループ量制御を行なうものである。第３図に
示すブロツク線図において、ｉスタンドのロール
速度W1とフイードバツク量ｌとの関係を定常状
態からの微小変化として表わすと次の５式にな
る。
動系の２次系を補償して安定した制御を行なうこ
とができる連続圧延機の電動ルーパー制御方法を
提供することを目的とするものである。以下本発
明の一実施例を第３図に示すブロツク線図を参照
して詳細に説明する。すなわち第３図において破
線枠内は第２図に示す従来の方法に追加した部分
でフイードバツク信号としてルーパー角度θとと
もにルーパー角度の微分値であるルーパー電動機
の角速度ωとこの角速度の微分、すなわち加速ト
ルクＴαを用いる。そして従来の材料ループ量信
号ｌ〓とルーパー電動機の角速度ωに係数a1を乗
じた信号ωa1および加速トルクＴαに係数a2を乗
じた信号Ta2とを加算した信号ｌをフイードバツ
クしループ量制御を行なうものである。第３図に
示すブロツク線図において、ｉスタンドのロール
速度W1とフイードバツク量ｌとの関係を定常状
態からの微小変化として表わすと次の５式にな
る。
ここで５式において次の６，７式が成立するよ
うにa1，a2を決定する。
うにa1，a2を決定する。
ａ１・ｇ／Ｆ２＝B1 …６
ａ２・Ｊ・ｇ／Ｆ２＝B2 …７
このようにすれば５式は次の８式で示される。
Δｌ〓／ΔＷ＝Ｃ１／Ｓ …８
したがつてこの８式によれば２次の振動系を補
償することができる。また６，７式および３，４
式から次の９，10式が得られる。
償することができる。また６，７式および３，４
式から次の９，10式が得られる。
a1＝Ｃ・Ｊ／Ａ・ｋ・Ｆ１ …９
a2＝Ｌ／Ａ・ｋ・Ｆ１・Ｅ …10
すなわち上記９，10式が成立するように係数
a1，a2を決定することにより安定したループ量制
御を行なうことができる。
a1，a2を決定することにより安定したループ量制
御を行なうことができる。
第４図は第３図に示すブロツク線図を実施する
一実施例のブロツク図で第１図と同一部分には同
一符号を付与してその説明を省略する。また第４
図図示１５は第１図において破線枠１５で示す電
流制御装置１０、電流基準発生器１１および加算
器と同一機能を有するブロツクである。そして１
６はルーパー電動機９の速度検出器、１７はルー
パー８の加速トルク検出器でこの検出信号はそれ
ぞれ乗算器１８，１９へ与えられる。乗算器１
８，１９は９，10式から得られる係数a1，a2を入
力信号に乗じてこの出力および演算装置１３の演
算値ｌ〓を材料ループ量基準lrから減じてループ
量制御装置１４へ与えて一定のループ量を得るよ
うに制御することができる。したがつて安定した
電動ルーパー制御を実現でき圧延操業を安定化
し、製品寸法精度を向上することができる。
一実施例のブロツク図で第１図と同一部分には同
一符号を付与してその説明を省略する。また第４
図図示１５は第１図において破線枠１５で示す電
流制御装置１０、電流基準発生器１１および加算
器と同一機能を有するブロツクである。そして１
６はルーパー電動機９の速度検出器、１７はルー
パー８の加速トルク検出器でこの検出信号はそれ
ぞれ乗算器１８，１９へ与えられる。乗算器１
８，１９は９，10式から得られる係数a1，a2を入
力信号に乗じてこの出力および演算装置１３の演
算値ｌ〓を材料ループ量基準lrから減じてループ
量制御装置１４へ与えて一定のループ量を得るよ
うに制御することができる。したがつて安定した
電動ルーパー制御を実現でき圧延操業を安定化
し、製品寸法精度を向上することができる。
なお本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば上記実施例の加速トルク検出器に
代えてロードセル等を用いてスタンド間張力信号
あるいはルーパー電動機の負荷トルク信号を応用
して制御を行なうようにしてもよい。
なく、たとえば上記実施例の加速トルク検出器に
代えてロードセル等を用いてスタンド間張力信号
あるいはルーパー電動機の負荷トルク信号を応用
して制御を行なうようにしてもよい。
以上詳述したように本発明はルーパー角度信
号、ルーパー電動機速度信号およびルーパー電動
機の加速トルク信号をフイードバツク信号として
ループ量基準と比較しこの差分に応じて圧延速度
を制御して材料ループ量を一定に保つようにした
のでスタンド間張力を一定に維持でき安定な制御
を行なうことができる連続圧延機の電動ルーパー
制御方法を提供できる。
号、ルーパー電動機速度信号およびルーパー電動
機の加速トルク信号をフイードバツク信号として
ループ量基準と比較しこの差分に応じて圧延速度
を制御して材料ループ量を一定に保つようにした
のでスタンド間張力を一定に維持でき安定な制御
を行なうことができる連続圧延機の電動ルーパー
制御方法を提供できる。
第１図は従来装置の一例を示すブロツク図、第
２図は従来装置のブロツク線図、第３図は本発明
の一実施例を示すブロツク線図、第４図は上記実
施例による装置のブロツク図である。 １，２……スタンド、３……圧延材料、４，５
……電動機、８……ルーパーロール、９……ルー
パー電動機、１３……演算装置、１６……速度検
出器、１７……加速トルク検出器、１８，１９…
…乗算器。
２図は従来装置のブロツク線図、第３図は本発明
の一実施例を示すブロツク線図、第４図は上記実
施例による装置のブロツク図である。 １，２……スタンド、３……圧延材料、４，５
……電動機、８……ルーパーロール、９……ルー
パー電動機、１３……演算装置、１６……速度検
出器、１７……加速トルク検出器、１８，１９…
…乗算器。
Claims (1)
- １ 連続圧延におけるループ量制御において、ル
ーパー角度信号とルーパー電動機速度信号および
ルーパー電動機の加速トルク信号をフイードバツ
ク信号とし、このフイードバツク信号とループ量
基準との比較信号で圧延速度を制御してスタンド
間の材料ループ量を一定に保つことを特徴とする
連続圧延機の電動ルーパー制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11324179A JPS5639110A (en) | 1979-09-04 | 1979-09-04 | Controlling method for electrically driven looper of continuous rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11324179A JPS5639110A (en) | 1979-09-04 | 1979-09-04 | Controlling method for electrically driven looper of continuous rolling mill |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5639110A JPS5639110A (en) | 1981-04-14 |
| JPS6111126B2 true JPS6111126B2 (ja) | 1986-04-01 |
Family
ID=14607136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11324179A Granted JPS5639110A (en) | 1979-09-04 | 1979-09-04 | Controlling method for electrically driven looper of continuous rolling mill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5639110A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1173847B (it) * | 1984-03-15 | 1987-06-24 | Ansaldo Sistemi Ind Spa | Dispositivo regolatore del tipo del nastro in laminazione a caldo |
-
1979
- 1979-09-04 JP JP11324179A patent/JPS5639110A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5639110A (en) | 1981-04-14 |
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