專利名稱：軋制控制裝置以及軋制控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋制控制裝置以及軋制控制方法，特別是涉及適于即使在軋制狀態(tài)較大地發(fā)生變化時也能維持軋制精度的軋制控制裝置以及軋制控制方法。
背景技術(shù)：
軋制裝置通過作業(yè)輥對被軋制材施加荷重，以使被軋制材的加工有關(guān)的觀測值成為目標(biāo)值的方式來進(jìn)行加工。例如，為了使被軋制材成為所希望的板厚，在軋制操作中，進(jìn)行將影響到產(chǎn)品品質(zhì)的軋制機(jī)的輸出側(cè)板厚保持為恒定的所謂板厚控制(AGC)。另ー方面，為了在維持產(chǎn)品品質(zhì)的同時確保操作的穩(wěn)定性，在軋制機(jī)前后，進(jìn)行將施加于被軋制材的張カ保持為恒定的所謂張カ控制(ATR)。這樣的技術(shù)例如在JP特開2011-16164號公報中有記載。 專利文獻(xiàn)I JP特開2011-16164號公報在軋制控制中，存在多個控制項目，另外，為了使該多個控制項目的觀測值成為目標(biāo)值地進(jìn)行控制，可從多個控制端進(jìn)行選擇。即，從可選擇的控制端中，選擇針對各控制項目的控制端，通過控制所選擇的控制端，來進(jìn)行使各控制項目的觀測值成為目標(biāo)值的控制。在此，以串列式軋制機(jī)為例，上述例舉的為了使被軋制材成為所希望的板厚，作為控制端，已知對上游側(cè)軋制機(jī)機(jī)座(stand)的輥速度進(jìn)行控制的情形。另外，為了將張カ保持為恒定，作為控制端，已知通過對下流側(cè)機(jī)座的輥隙進(jìn)行操作來進(jìn)行實施的情形。在該情況下，作為軋制現(xiàn)象，通過輥速度的操作來使輸出側(cè)板厚以及張力發(fā)生變化，并通過輥隙的操作使輸出側(cè)板厚以及張力也發(fā)生變化。如此，在軋制控制中，由于存在多個控制項目并且存在多個控制端，其相互影響。進(jìn)ー步地，以輥隙操作對張カ的影響為例進(jìn)行說明吋，由于張カ與軋制速度大致成比例，在軋制速度非常小的情況下，張カ大幅減小。特別是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，以10分之I左右的I 5mpm程度的極低速來實施軋制操作、軋制機(jī)中的軋制操作時，因輥隙對張カ的影響系數(shù)減小，其結(jié)果，在通過ATR操作輥隙，通過AGC操作輥速度的控制構(gòu)成當(dāng)中，在控制上不穩(wěn)定，產(chǎn)生板厚控制或者振動、或者成為過控制的情況。即，即使在I件相同被軋制材的軋制操作中，在自極低速至通常軋制速度(例如600mpm)為止實施軋制操作的情況下，由輥速度對輸出側(cè)板厚或張カ的影響程度(影響系數(shù))以及由輥隙對輸出側(cè)板厚或張カ的影響程度(影響系數(shù))將發(fā)生變化。如上所述，在軋制控制中雖存在多個控制項目且存在多個控制端，但根據(jù)軋制狀態(tài)，對控制對象的影響程度(影響系數(shù))將發(fā)生變化。由此，產(chǎn)生控制不穩(wěn)定這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服控制的不穩(wěn)定性并且提高產(chǎn)品品質(zhì)的軋制控制裝置以及軋制控制方法。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的軋制控制裝置，控制通過作業(yè)輥對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)，所述軋制控制裝置的構(gòu)成為具有對規(guī)定的操作端提供指令值以使得所述軋制所涉及的規(guī)定的觀測值成為目標(biāo)值的控制部，其中，所述控制部根據(jù)軋制狀態(tài)，將與所述規(guī)定的指令值的至少一部分相當(dāng)?shù)闹噶钪捣峙渥鳛閷ζ渌僮鞫说闹噶??；蛘?，本發(fā)明的軋制控制裝置控制是通過作業(yè)輥控制對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)的軋制控制裝置，其構(gòu)成為具有對第一操作端提供指令值以使得所述軋制所涉及的第ー觀測值成為目標(biāo)值的第一控制部、以及 對第二操作端提供指令值以使得所述軋制所涉及的第二觀測值成為目標(biāo)值的第二控制部，其中，所述第一控制部在軋制狀態(tài)成為了規(guī)定狀態(tài)的情況下，從所述第一操作端將指令值變更提供給所述第二操作端，所述第二控制部在軋制狀態(tài)成為了規(guī)定狀態(tài)的情況下，從所述第二操作端將指令值變更提供給所述第一操作端?；蛘?，本發(fā)明的軋制控制裝置控制是通過作業(yè)輥對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)的軋制控制裝置，其構(gòu)成為具有控制部，該控制部以第一增益對第一操作端提供指令，以第ニ增益對第二操作端提供指令以使得所述軋制所涉及的第一觀測值成為目標(biāo)值，以第三增益對第一操作端提供指令，以第四增益對第二操作端提供指令以使得所述軋制所涉及的第ニ觀測值成為目標(biāo)值，其中，所述控制部在軋制狀態(tài)成為了規(guī)定狀態(tài)的情況下，對所述第一増益至第四増益進(jìn)行補正。根據(jù)本發(fā)明，能夠克服控制的不穩(wěn)定性并且能夠提高產(chǎn)品品質(zhì)。具體而言，在適用了板厚控制以及張カ控制的情況下，通過適用本發(fā)明，即使在實施使軋制速度從高速至極低速為止進(jìn)行變化的軋制操作的情況下，總能夠?qū)搴窨刂埔约皬垾刂频捻憫?yīng)保持為最佳狀態(tài)，從而能夠提高產(chǎn)品品質(zhì)以及操作效率。另外，能將操作控制端的多余動作設(shè)為不需要的動作。


圖I表示本發(fā)明的軋制控制方法。圖2表示軋制控制方法(參考例)。圖3表示軋制控制方法(參考例)。圖4表示2機(jī)座軋制機(jī)的軋制現(xiàn)象。圖5表示影響系數(shù)的速度依存性。圖6表示影響系數(shù)的速度依存性。圖7表示影響系數(shù)的速度依存性。圖8表示按壓板厚控制的情況下的控制構(gòu)成。圖9表示速度板厚控制的情況下的控制構(gòu)成。圖10表示速度板厚控制+非干涉控制的情況下的控制構(gòu)成。圖11表示模擬結(jié)果。圖12表示模擬結(jié)果。圖13表示操作控制端選擇裝置。圖14表示影響系數(shù)的求解法。圖15表示板厚控制、張カ控制的動作概要。圖16表示實施例_2。
符號說明I輸入側(cè)張緊輥2第I機(jī)座軋制機(jī)3第2機(jī)座軋制機(jī)4輸出側(cè)張緊輥7板厚控制8張カ控制 9操作控制端選擇裝置10數(shù)據(jù)庫
具體實施例方式對發(fā)明的實施方式的基本思路進(jìn)行說明，其后說明具體示例。另外，將操作端操作控制時的控制狀態(tài)量的變化量稱為“影響系數(shù)”。例如，在設(shè)為實施例的圖I中所示那樣的2機(jī)座軋制機(jī)的情況下，將在使第2機(jī)座輥隙以単位量(例如Imm)進(jìn)行變化的情況下的第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的變化量(以mm為單位)作為由第2機(jī)座輥隙對第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的影響系數(shù)，參照圖8以及圖9，將其定義為(板厚/按壓)影響系數(shù)501=第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的變化量/第2機(jī)座輥隙變化量。將由第2機(jī)座輥隙對機(jī)座間張カ的影響系數(shù)定義為(張カ/按壓)影響系數(shù)503=機(jī)座間張カ的變化量/第2機(jī)座輥隙變化量，由于該由第2機(jī)座輥隙對機(jī)座間張カ的影響系數(shù)與軋制速度幾乎成比例，所以在軋制速度非常小的情況下，較大地降低。由此，通過由AGC對上游側(cè)軋制機(jī)機(jī)座的第I機(jī)座輥速度進(jìn)行操作，由ATR對下流側(cè)機(jī)座的第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作，則難以穩(wěn)定地實施AGC、ATR,從而成為需要通過AGC對第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作，通過ATR對第I機(jī)座輥速度進(jìn)行操作。另外，作為影響系數(shù)，需要考慮(張カ/速度)影響系數(shù)502=機(jī)座間張カ的變化量/第2機(jī)座輥速度變化量(板厚/速度)影響系數(shù)504=第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的變化量/第2機(jī)座輥速度變化量。以比現(xiàn)有技術(shù)中的10分之I程度的I 5mpm程度的極低速區(qū)域來實施軋制機(jī)中的軋制操作時，由輥隙對張カ的影響系數(shù)變小，其結(jié)果，在通過ATR對輥隙進(jìn)行操作，通過AGC對輥速度進(jìn)行操作的控制構(gòu)成中，在控制上成為不穩(wěn)定，產(chǎn)生板厚控制振動、過控制的情況。g卩，即使在I件相同被軋制材的軋制操作，在從極低速至通常軋制速度(例如600mpm)為止實施軋制操作的情況下，僅輥隙對張カ的影響系數(shù)較大地發(fā)生變化，難以穩(wěn)定地實施AGC以及ATR。在此，在軋制中，對基于軋制速度變化的由輥隙對輸出側(cè)板厚、以及由輥隙對張力、由輥速度對輸出側(cè)板厚或者由輥速度對張カ的影響系數(shù)(對操作端進(jìn)行單位量操作時的狀態(tài)量變化量)進(jìn)行監(jiān)視，通過基于影響系數(shù)的狀態(tài)所進(jìn)行的最佳的控制(AGC、ATR)與操作控制端(輥隙、輥速度)的組合，實施AGC以及ATR。例如，即使在通常軋制速度中，由AGC對輥速度進(jìn)行操作，由ATR對輥隙進(jìn)行操作的情況下，在極低速軋制時，由于因輥隙對張カ的影響系數(shù)變小，所以，變更為由AGC對輥隙進(jìn)行操作，由ATR對輥速度進(jìn)行操作的方式。如此，即使實施自高速至極低速使軋制速度改變的軋制操作的情況下，總能夠?qū)搴窨刂埔约皬垾刂频捻憫?yīng)保持在最佳的狀態(tài)，能夠提高產(chǎn)品品質(zhì)以及操作效率。另外，能夠抑制因利用對控制狀態(tài)量的影響系數(shù)小的操作控制端進(jìn)行控制而引起的控制輸出増大，能夠?qū)⒉僮骺刂贫说亩嘤鄤幼髟O(shè)為不需要進(jìn)行的動作。 以下，對具體示例進(jìn)行說明。(實施例I)以下，說明對2機(jī)座連續(xù)軋制機(jī)的AGC、ATR適用本控制的情況。如圖2以及圖3所示那樣，在2機(jī)座連續(xù)軋制機(jī)中除設(shè)置有第I機(jī)座軋制機(jī)2、第2機(jī)座軋制機(jī)3的2臺軋制機(jī)外，還在第I機(jī)座軋制機(jī)輸入側(cè)設(shè)置有輸入側(cè)張緊輥1，在第2機(jī)座輸出側(cè)設(shè)置有輸出側(cè)張緊輥4。呈線圈狀卷繞的被軋制材通過輸入側(cè)設(shè)備而被卷放出，經(jīng)由輸入側(cè)張緊輥I而送入至軋制機(jī)，在通過第I機(jī)座軋制機(jī)2、第2機(jī)座軋制機(jī)3軋制到規(guī)定的板厚為止后，經(jīng)由輸出側(cè)張緊輥4通過輸出側(cè)設(shè)備呈線圈狀進(jìn)行卷收取。分別通過輸入側(cè)張緊輥驅(qū)動裝置11、第I機(jī)座軋制機(jī)驅(qū)動裝置21、第2機(jī)座軋制機(jī)驅(qū)動裝置31以及輸出側(cè)張緊輥驅(qū)動裝置41來驅(qū)動輸入側(cè)張緊輥I、第I機(jī)座軋制機(jī)2、第2機(jī)座軋制機(jī)3以及輸出側(cè)張緊輥4。另外，對第I機(jī)座軋制機(jī)2以及第2機(jī)座軋制機(jī)3設(shè)置有用于操作各軋制機(jī)機(jī)座的作業(yè)輥間隔的第I機(jī)座按壓控制裝置22以及第2機(jī)座按壓控制裝置32。在軋制機(jī)中，基于產(chǎn)品精度以及操作效率的觀點，為了將第2機(jī)座輸出側(cè)板厚維持為恒定值，設(shè)置有利用輸出側(cè)板厚度計6檢測出的板厚實際值來對第I機(jī)座軋制機(jī)2的速度進(jìn)行操作的板厚控制52、以及利用機(jī)座間張カ計5檢測出的張カ實際值來對第2機(jī)座軋制機(jī)3的作業(yè)輥間隔進(jìn)行操作的張カ控制51。圖4表示2機(jī)座連續(xù)軋制機(jī)的軋制現(xiàn)象概略。各機(jī)座軋制現(xiàn)象能夠以將輥隙、輥速度、輸入側(cè)板厚、輸入側(cè)張力、輸出側(cè)張力作為輸入，將輸出側(cè)板厚、輸出側(cè)板速、輸入側(cè)板速作為輸出的軋制現(xiàn)象模型來進(jìn)行表現(xiàn)。第I機(jī)座軋制機(jī)2與第2機(jī)座軋制機(jī)3之間的張カ是由第2機(jī)座輸入側(cè)板速與第I機(jī)座輸出側(cè)板速的差的時間積分來決定的。因此，在變更第2機(jī)座的輥隙的情況下，第2機(jī)座輸出側(cè)板厚、第2機(jī)座輸出側(cè)板速、第2機(jī)座輸入側(cè)板速發(fā)生變動。第2機(jī)座輸出側(cè)板速的變化將產(chǎn)生第2機(jī)座輸出側(cè)張カ變動，關(guān)于此，通過使輸出側(cè)張緊輥速度發(fā)生變化而可抑制。第2機(jī)座輸入側(cè)板速變動將產(chǎn)生機(jī)座間張カ變動。即，第2機(jī)座軋制機(jī)3的輥隙變動不僅使第2機(jī)座軋制機(jī)的輸出側(cè)板厚發(fā)生變動，而且將產(chǎn)生機(jī)座間張カ變動。同樣地，在使第I機(jī)座軋制機(jī)的輥速度發(fā)生變化時，將使第I機(jī)座輸出側(cè)板厚、第I機(jī)座輸出側(cè)板速、第I機(jī)座輸入側(cè)板速發(fā)生變動，經(jīng)由機(jī)座間張カ變化，將產(chǎn)生第2機(jī)座輸出側(cè)板厚變動。第I機(jī)座輸入側(cè)板速變動成為第I機(jī)座輸入側(cè)張カ變動，關(guān)于此，能夠通過變更輸入側(cè)張緊輥速度而可抑制。即，第I機(jī)座的輥速度對機(jī)座間張カ與第2機(jī)座輸出側(cè)板厚產(chǎn)生影響，第2機(jī)座的輥隙對機(jī)座間張カ與第2機(jī)座輸出側(cè)板厚產(chǎn)生影響。
輸入側(cè)板速以及輸出側(cè)板速以下述式表示，即輸入側(cè)板速=輥速度X (1+后退率)輸出側(cè)板速=輥速度X (1+前進(jìn)率)。通過對第2機(jī)座的輥隙進(jìn)行操作，第2機(jī)座輸出側(cè)板厚以及第2機(jī)座前進(jìn)率、第2機(jī)座的后退率發(fā)生變化，機(jī)座間張カ發(fā)生變化。另外，由于機(jī)座間張カ發(fā)生變化，第2機(jī)座的前進(jìn)率、輸出側(cè)板厚、后退率也發(fā)生變動。另外，由于機(jī)座間張カ發(fā)生變動，第I機(jī)座輸出側(cè)板厚以及前進(jìn)率、后退率也發(fā)生變動。第I機(jī)座前進(jìn)率變動成為第I機(jī)座輸出側(cè)板速變動，機(jī)座間張カ也發(fā)生變動。如此，軋制現(xiàn)象經(jīng)由機(jī)座間張カ而在第I機(jī)座與第2機(jī)座間產(chǎn) 生相互影響，而成為復(fù)雜的現(xiàn)象。由此，難以通過數(shù)式來表示影響系數(shù)的變化。在此，通過對如圖4所示那樣的2機(jī)座軋制機(jī)的軋制現(xiàn)象進(jìn)行模擬的結(jié)果，來表示影響系數(shù)的變化的傾向。在圖5以及圖6中表示高速軋制時與極低速軋制時，對呈正弦波狀地操作第2機(jī)座輥隙與第I機(jī)座速度的情況下的第2機(jī)座輸出側(cè)板厚以及機(jī)座間張カ的變動進(jìn)行模擬的結(jié)果。在高速軋制吋，即使對第2機(jī)座輥隙、第I機(jī)座速度的任意一個進(jìn)行操作的情況下，第2機(jī)座輸出側(cè)板厚以及機(jī)座間張カ也進(jìn)行相同程度的變動。相對于此，在極低速軋制時，第I機(jī)座速度操作時，板厚與張カ相同程度地進(jìn)行變動，而在第2機(jī)座輥隙的操作時，相對于第2機(jī)座輸出側(cè)板厚變動，機(jī)座間張カ變動較小?；谠摻Y(jié)果，如圖7所示那樣，在高速軋制吋，(張力/按壓)影響系數(shù)501、(張力/速度)影響系數(shù)502、(板厚/按壓)影響系數(shù)503、(板厚/速度)影響系數(shù)504的任意一個均為同等，但在極低速部分，(張カ/按壓)影響系數(shù)501與(板厚/按壓)影響系數(shù)503相比變小。圖3表示利用第2機(jī)座按壓來控制第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的情況下的控制構(gòu)成，圖8表示控制框圖，圖2表示利用第I機(jī)座速度來控制第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的情況下的控制構(gòu)成，圖9表示控制框圖。在通過第2機(jī)座按壓來實施AGC的情況下，利用第I機(jī)座速度實施ATR，另外，通過第I機(jī)座速度實施AGC的情況下，成為利用第2機(jī)座按壓來實施ATR的構(gòu)成。如圖8所示那樣，利用第2機(jī)座輥隙進(jìn)行AGC的情況下，具有速度依存性的(張カ/按壓)影響系數(shù)501成為基于輥隙操作的對張カ的影響項。通過按壓操作，張カ發(fā)生變化，其影響度隨速度而發(fā)生變化，在低速部變小。由此，板厚控制中操作第2機(jī)座按壓難影響到機(jī)座間張力。另ー方面，如圖9所示那樣，進(jìn)行速度板厚控制的情況下，具有速度依存性的(張力/按壓)影響系數(shù)501處于對第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作的ATR的閉環(huán)內(nèi)，所以，在極低速吋，ATR將第2機(jī)座輥隙較大地操作。通過第2機(jī)座輥隙變更，第2機(jī)座輸出側(cè)板厚發(fā)生變化的(板厚/按壓)影響系數(shù)503也相同，所以，在對機(jī)座間張カ變動進(jìn)行相同修正的情況下，較之于高速時，極低速時需要較大的第2機(jī)座輥隙變更量，成為對第2機(jī)座輸出側(cè)板厚賦予較大的變動。對第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作吋，由于第2機(jī)座軋制荷重發(fā)生變動，因被軋制材在板幅方向的按壓率的不同而產(chǎn)生的板幅方向的波紋的程度即形狀也發(fā)生變化。由此，在串列式軋制機(jī)中，利用采用第I機(jī)座速度以控制第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的板厚控制。在對第2機(jī)座速度進(jìn)行操作的AGC的控制構(gòu)成中，至極低速區(qū)域為止實施軋制操作吋，(張カ/按壓)影響系數(shù)501變小，所以，第2機(jī)座的輥隙變更量變大，軋制荷重變動也變大，從而對形狀的影響也變大。由此，不僅從板厚控制的響應(yīng)性，而且從第2機(jī)座的輥隙變更量的抑制的觀點出發(fā)，在極低速時實施以第I機(jī)座速度作為操作端的AGC是不合適的。以下，示出利用了簡略化的模型，實施模擬的結(jié)果。以下表示模擬條件。
(I)通常軋制速度圖9中，設(shè)影響系數(shù)501 = I. 0影響系數(shù)502 = 0. 5影響系數(shù)503 = 0. 5影響系數(shù)504 = 1.0。(2)極低速軋制(第I機(jī)座速度操作AGC的情況下)圖9中設(shè)影響系數(shù)501 = 0. I影響系數(shù)502 = 0. 5影響系數(shù)503 = 0. 5影響系數(shù)504 = 1.0。(3)極低速軋制(第2機(jī)座輥隙操作AGC的情況下)圖8中設(shè)影響系數(shù)501 = 0. 05影響系數(shù)502 = 1.0影響系數(shù)503 = 1.0影響系數(shù)504 = 0.5。(4)極低速軋制(第I機(jī)座速度操作AGC的情況下)圖10中設(shè)影響系數(shù)501 = 0. I影響系數(shù)502 = 0. 5影響系數(shù)503 = 0. 5影響系數(shù)504 = 1.0影響系數(shù)510 = 0.5影響系數(shù)511 =0.5。將圖8以及圖9以及圖10的各影響系數(shù)部設(shè)為適當(dāng)?shù)闹担瑢O低速部的(張カ/按壓)影響系數(shù)501變小的情形進(jìn)行了模擬。圖11以及圖12示出了模擬結(jié)果。在⑴的通常軋制速度中，針對圖9的AGC對第I機(jī)座速度進(jìn)行操作的情況進(jìn)行模擬實施，但是影響系數(shù)的設(shè)定為相同，AGC操作第I機(jī)座速度的圖8的情況下也成為相同的結(jié)果。在該情況下，關(guān)于圖8的控制構(gòu)成、以及圖9的控制構(gòu)成，成為相同的結(jié)果。在極低速軋制時中，AGC對⑵的第I機(jī)座速度進(jìn)行操作的情況下，第2機(jī)座輸出側(cè)板厚以及機(jī)座間張カ發(fā)生振動。因此，可知通過圖9的控制構(gòu)成不能穩(wěn)定地進(jìn)行控制。另一方面，在AGC對(3)的第2機(jī)座按壓進(jìn)行操作的情況下，也能夠獲得與⑴同樣的AGC響應(yīng)。如本例那樣，存在交叉項(圖9中的(張力/速度)影響系數(shù)502、(板厚/按壓)影響系數(shù)503)的情況下，一般利用對影響進(jìn)行預(yù)測并預(yù)先施加補正的非干涉控制。圖10表示在圖9中適用了非干涉控制的情況。圖10中，通過加入非干渉控制增益511的非干渉控制來防止(張カ/速度)影響系數(shù)502所產(chǎn)生的由第I機(jī)座速度變更對機(jī)座間張カ的影響。同樣地，通過加入非干渉控制增益510的非干涉控制來防止(板厚/按壓)影響系數(shù)503所產(chǎn)生的因第2機(jī)座輥隙操作對第2機(jī)座輸出側(cè)板厚的影響。圖12(4)表示非干涉控制適用時的模擬結(jié)果。AGC的控制響應(yīng)與圖11(1)的高速軋制部為同等，張カ控制輸出變大，將第2機(jī)座輥隙較大地進(jìn)行操作，從而對第2機(jī)座輸出側(cè)板形狀造成影響的可能性大。
如上所述確認(rèn)出在由于軋制速度而(張カ/按壓)影響系數(shù)501較大地變化的情況下，極低速時，通過使用對第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作的AGC，來確保控制響應(yīng)，且能將控制輸出量抑制在最小限度。在對第I機(jī)座速度進(jìn)行操作的板厚控制的情況下，張カ操作控制端是第2機(jī)座輥隙，對被軋制材的形狀的影響變大。圖I表示本實施例的軋制控制方法。板厚控制(AGC) 7與張カ控制(ATR) 8分別設(shè)為可對第I機(jī)座速度、第2機(jī)座按壓進(jìn)行控制輸出的狀態(tài)，通過操作控制端選擇裝置9，基于軋制實際值來決定板厚控制7與張カ控制8的操作控制端，利用所決定的操作控制端來實施板厚控制以及張カ控制。圖13表示操作控制端選擇裝置9的動作。在操作控制端選擇裝置9中決定板厚控制(AGC)以及張カ控制(ATR)的操作控制端。在此，基本上，利用對第I機(jī)座速度進(jìn)行操作的AGC，在(張力/按壓)影響系數(shù)501變成為作為基準(zhǔn)的高速軋制部(例如600mpm)的影響系數(shù)的1/5時，考慮切換成為對第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作的AGC。利用軋制模擬裝置901，如圖5所示那樣地，實施使軋制速度發(fā)生變化并以正弦波狀對第I機(jī)座速度以及第2機(jī)座按壓進(jìn)行操作的模擬，對模擬結(jié)果的第2機(jī)座輸出側(cè)板厚變動以及機(jī)座間張カ變動進(jìn)行記錄。需要基于軋制實際值來估計軋制模擬裝置901中所需的摩擦系數(shù)、變形抗力。實施此處理的是變形抗力、摩擦系數(shù)學(xué)習(xí)裝置902。所估計的摩擦系數(shù)、變形抗カ按照每個產(chǎn)品規(guī)格而存儲于數(shù)據(jù)庫10中。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，變形抗力/摩擦系數(shù)設(shè)定裝置903對數(shù)據(jù)庫10進(jìn)行檢索，將符合的變形抗力、摩擦系數(shù)輸入至軋制模擬裝置901中。在軋制模擬裝置901中，通過利用被軋制材的板厚、張カ等的軋制實際值對軋制模擬裝置內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行補正，從而盡可能地使實際軋制與軋制模擬裝置一致。例如，進(jìn)行按照軋制荷重的計算值與實際值匹配的方式來設(shè)定補正系數(shù)=(軋制荷重實際值/軋制荷重計算值)。但該參數(shù)的補正并不是必需的，可直接利用在軋制模擬裝置901內(nèi)進(jìn)行軋制現(xiàn)象的運算時所利用的模型(作為軋制現(xiàn)象的模型，一般已知HILL的公式等)來進(jìn)行運算?；谲堉茖嶋H值來設(shè)定軋制速度，通過軋制模擬裝置901以恒定頻率(例如IHz)以預(yù)先確定的恒定量呈正弦波狀地操作第2機(jī)座輥隙以及第I機(jī)座速度(輥隙為10 u m,速度為0. Impm等)，來求取第2機(jī)座輸出側(cè)板厚以及機(jī)座間張カ變動的振幅。能夠通過取第2機(jī)座輥隙或者第I機(jī)座速度的操作在I周期內(nèi)的最大最小值的差來求取振幅。圖14表示其ー個示例，在對第2機(jī)座輥隙進(jìn)行操作的情況下，求取輥隙振幅921、第2機(jī)座輸出側(cè)板厚振幅922、機(jī)座間張カ振幅923。軋制模擬裝置901將該各振幅輸出給影響系數(shù)運算裝置904。在影響系數(shù)運算裝置904中，基于所輸入的振幅來求取影響系數(shù)。例如，按照下述進(jìn)行運算，即，(張カ/按壓)影響系數(shù)501=機(jī)座間張カ振幅923/輥隙振幅921(板厚/按壓)影響系數(shù)503=第2機(jī)座輸出側(cè)板厚振幅922/輥隙振幅921。
將作為其結(jié)果而獲得的各影響系數(shù)輸出給影響系數(shù)判定裝置905。影響系數(shù)判定裝置905中，對高速部的影響系數(shù)與所運算的影響系數(shù)進(jìn)行比較，在成為1/5以下的情況下，選擇用于操作第2機(jī)座輥隙的按壓板厚控制，并設(shè)置于操作控制端増益設(shè)定裝置906中。操作控制端増益設(shè)定裝置906中，在選擇按壓板厚控制的情況下，設(shè)板厚控制按壓增益602 = I. 0，設(shè)板厚控制速度增益601 = 0. 0，設(shè)張カ控制速度增益701 = I. 0，設(shè)張カ控制按壓增益702 = 0. 0，來對板厚控制7以及張カ控制8進(jìn)行設(shè)定。另外，在未選擇按壓板厚控制的情況下，設(shè)板厚控制按壓增益602 = 0.0,設(shè)板厚控制速度増益601 = I. 0，設(shè)張カ控制速度增益701 = 0. 0，設(shè)張カ控制按壓增益702 = I. 0，來對板厚控制7以及張カ控制8進(jìn)行設(shè)定。在板厚控制7中，從輸出側(cè)板厚度計6取得板厚實際值，通過取其與板厚設(shè)定值之間的差作為板厚偏差，與(板厚/速度)影響系數(shù)504的倒數(shù)603以及(板厚/按壓)影響系數(shù)503的倒數(shù)604相乗，并且與板厚控制速度増益601、板厚控制按壓增益602進(jìn)行相乘并積分，來制作對速度或者按壓的控制輸出。在張カ控制8中也同樣地，從機(jī)座間張カ計5取得張カ實際值，通過取其與張カ設(shè)定值之間的差作為張カ偏差，與(張力/速度)影響 系數(shù)502的倒數(shù)703以及(張カ/按壓)影響系數(shù)501的倒數(shù)704相乗，進(jìn)ー步與張カ控制速度增益701、張カ控制按壓增益702相乘并進(jìn)行積分，來制作對速度或者按壓的控制輸出。在此，板厚設(shè)定值、張カ設(shè)定值是預(yù)先根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格所決定的值。根據(jù)以上，能夠根據(jù)從基于軋制狀態(tài)的操作控制端至控制狀態(tài)量的影響系數(shù)的變化來切換各控制中的操作控制端。(實施例2)在實施例I中，作為板厚控制的操作控制端，完全切換成第2機(jī)座輥隙或者第I機(jī)座速度，但可以根據(jù)影響系數(shù)，并用按壓與速度兩者，將其設(shè)為控制輸出端。例如，根據(jù)(張力/按壓)影響系數(shù)501，能夠如圖16所示那樣地變更操作控制端増益。(實施例3)在實施例I以及2中，對2機(jī)座軋制機(jī)進(jìn)行了說明。對于具有3個以上的軋制機(jī)機(jī)座的串列式軋制機(jī)，也可以同樣地根據(jù)影響系數(shù)來變更操作控制端，由此，能夠自高速軋制時至極低速軋制時為止將板厚控制、張カ控制的響應(yīng)設(shè)為最佳的狀態(tài)。本發(fā)明，關(guān)于機(jī)座的臺數(shù)，可以是任意的，能夠適用于具有2臺以上的軋制機(jī)機(jī)座的串列式軋制機(jī)，另外，也可適用于串列式軋制機(jī)以外的例如斯特克爾制法軋制機(jī)。另外，本實施例中，對適用于板厚以及張力的控制的示例進(jìn)行了說明，不用說其也可適用于軋制中的其他控制。另外，作為操作端，對利用速度以及輥隙的示例進(jìn)行了說明，不用說也可適用于其他的操作端。
權(quán)利要求
1.ー種軋制控制裝置，控制通過作業(yè)輥對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)，所述軋制控制裝置的特征在于， 具有控制部，該控制部對規(guī)定的操作端提供指令值以使得所述軋制所涉及的規(guī)定的觀測值成為目標(biāo)值， 且所述控制部根據(jù)軋制狀態(tài)，將與對所述規(guī)定的操作端提供的指令值的至少一部分相當(dāng)?shù)闹噶钪捣峙渥鳛閷ζ渌僮鞫说闹噶睢?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軋制控制裝置，其特征在干， 所述操作端是控制所述作業(yè)輥之間的間隔即輥隙的構(gòu)件以及控制所述作業(yè)輥速度的構(gòu)件中的任意ー個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軋制控制裝置，其特征在干， 所述軋制狀態(tài)是軋制速度，在所述軋制速度成為了規(guī)定的值的情況下，將與對用于控制所述輥隙的操作端和用于控制所述作業(yè)輥速度的操作端中的一方提供的指令值的至少一部分相當(dāng)?shù)闹噶钪堤峁┳鳛閷α硪环降闹噶睢?br> 4.ー種軋制控制裝置，控制通過作業(yè)輥對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)，所述軋制控制裝置的特征在干， 具有第一控制部，其對第一操作端提供指令值以使得所述軋制所涉及的第一觀測值成為目標(biāo)值；以及第二控制部，其對第二操作端提供指令值以使得所述軋制所涉及的第二觀測值成為目標(biāo)值， 其中，所述第一控制部在軋制狀態(tài)成為了規(guī)定狀態(tài)的情況下，從所述第一操作端將指令值變更提供給所述第二操作端， 所述第二控制部在軋制狀態(tài)成為了規(guī)定狀態(tài)的情況下，從所述第二操作端將指令值變更提供給所述第一操作端。
5.ー種軋制控制裝置，控制通過作業(yè)輥對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)，所述軋制控制裝置的特征在干， 具有控制部，該控制部以第一增益對第一操作端提供指令，以第二增益對第二操作端提供指令以使得所述軋制所涉及的第一觀測值成為目標(biāo)值，且以第三增益對第一操作端提供指令，以第四增益對第二操作端提供指令以使得所述軋制所涉及的第二觀測值成為目標(biāo)值， 其中，所述控制部在軋制狀態(tài)成為了規(guī)定狀態(tài)的情況下，對所述第一増益至第四増益進(jìn)行補正。
6.ー種軋制控制方法，是控制通過作業(yè)輥對被軋制材進(jìn)行軋制的軋制機(jī)的控制方法，所述軋制控制方法的特征在干， 對規(guī)定的操作控制端提供指令值，以使得所述軋制所涉及的規(guī)定的觀測值成為目標(biāo)值， 井根據(jù)軋制狀態(tài)，將與對所述規(guī)定的操作控制端提供的指令值的至少一部分相當(dāng)?shù)闹噶钪捣峙渥鳛閷ζ渌僮鞫说闹噶睢?br> 全文摘要
即使在因操作狀態(tài)而使軋制機(jī)的影響系數(shù)較大地發(fā)生變化的情況下，也能實施穩(wěn)定的板厚控制、張力控制。通過根據(jù)影響系數(shù)的變化，將板厚控制以及張力控制的控制輸出目的地在前級機(jī)座速度以及后級機(jī)座按壓之間進(jìn)行切換，或者變更控制輸出分配，由此能從極低速至高速部分為止實現(xiàn)穩(wěn)定的控制。通過根據(jù)軋制狀態(tài)來將板厚控制與張力控制的控制輸出目的地切換為前級機(jī)座速度以及后級機(jī)座按壓而使用，能夠提高板厚精度以及生產(chǎn)效率。
文檔編號B21B37/00GK102649127SQ201210023818
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者服部哲, 福地裕 申請人:株式會社日立制作所