轧制控制装置、轧制控制方法和轧制控制程序的制作方法_5

文档序号:9833959阅读:来源:国知局
[0233] 图23的下部示出了发生上述问题时的输出侧板厚偏差、输入侧张力的状态。加速 时刚从控制方法B)切换为控制方法C)之后、减速时刚从控制方法C)切换为控制方法B) 之后发生输出侧板厚变动。对此,通过在加减速时不实施控制方法B)与控制方法C)的切 换,而在恒定速度的乳制中实施,能够避免上述现象。然而,需要以恒定速度运转直到控制 稳定,存在运转效率恶化的问题。
[0234] 输出侧板厚精度在产品即被乳制件的品质上是很重要的,但是关于输入侧张力, 即使略微变动,只要输出侧板厚稳定,则运转的稳定性也没有问题。从而,需要对输入侧张 力控制的动作施加修正,从而即使在乳制机的辊隙对输入侧张力的影响系数不充分大的状 态下也维持输出侧板厚精度。此外,此时在输入侧张力脱离一定范围时会发生板断裂或曲 折前进等,因此输入侧张力需要在根据运转的稳定性预先规定的范围即允许值内。
[0235] 因此,本实施例的乳制控制装置中,如图1所示设置了输入侧张力偏差修正装置 95。图24是表示输入侧张力偏差修正装置的动作概要的图。如图24所示,输入侧张力偏 差修正装置95包括上限允许值设定装置92、下限允许值设定装置93和偏差修正部94。如 果输入的输入侧张力偏差的值在由上限允许值设定装置92、下限允许值设定装置93分别 设定的上限值和下限值的范围内,则偏差修正部94将输入侧张力偏差修正为零并输出。由 此,对速度张力控制63、压下张力控制64分别输入的输入侧张力偏差的值被修正。
[0236] 从而,即使产生了输入侧张力偏差,也使其对于速度张力控制63、压下张力控制 64表现为没有产生偏差,抑制输入侧TR速度指令装置65进行的张力控制的动作。即,输入 侧张力偏差修正装置95起到张力控制抑制部的作用。此外,上限允许值设定装置92和下 限允许值设定装置93起到指定张力偏差的允许值的张力控制抑制设定部的作用。输入侧 张力偏差修正装置95进行的这样的动作,在如上所述刚从控制方法B)切换为控制方法C) 之后以及刚从控制方法C)切换为控制方法B)之后进行。由此,能够消除上述问题。
[0237] 图25是表示输入侧张力偏差修正装置95的动作概念的图。图25中,用细虚线示 出了张力设定的目标值,用粗虚线示出了由上限允许值设定装置92、下限允许值设定装置 93设定的允许值。如图25所示,上限允许值设定装置92和下限允许值设定装置93在从 控制方法B)切换为控制方法C)的时刻、或者从控制方法C)切换为控制方法B)的时刻即 时刻t。,分别对于偏差修正部94设定上限允许值AT bniax、下限允许值ATbniin。上限允许值 A Tbniax、下限允许值ATbniin的值是输入侧张力偏差的允许值、即输入侧张力控制的静带。
[0238] 之后,偏差修正部94随着时间经过使上限允许值Δ Tbniax、下限允许值Δ Tbniin逐渐 减小。由此,允许的输入侧张力偏差的范围随着时间经过而减小。然后,在时刻^,上限允 许值 Δ Tbniax、下限允许值A Tbniin成为零,从抑制输入侧TR速度指令装置65进行的张力控制 的状态回到通常进行张力控制的状态。从时刻t。到时刻t i的期间是数秒程度,例如是10 秒,但最佳的期间因被乳制件的材质和乳制速度、压下率等其他条件而不同。
[0239] 图26是表示执行了图24、图25所示的输入侧张力偏差修正装置95进行的处理 时的控制状态的图,是与图23对应的图。通过在切换控制方法B)、C)时抑制输入侧张力偏 差,如图26所示,能够与图23的情况相比减少输出侧板厚偏差的变动。
[0240] 上限允许值设定装置92和下限允许值设定装置93基于从基准速度设定装置19 输出的输入侧TR基准速度,如图18、图19中所说明的那样参考最佳控制方法数据库,识别 控制方法B)与控制方法C)的切换时刻以及乳制机是处于加速中还是处于减速中。然后, 基于该识别结果,分别计算图25中示出的上限允许值AT bniax、下限允许值八1;_并在偏差 修正部94中设定。
[0241] 此外,上限允许值设定装置92和下限允许值设定装置93对上限允许值Δ Tbniax、下 限允许值A Tbniin的设定,不限于上述基于从基准速度设定装置19输出的输入侧TR基准速 度进行的方式,也能够使用其他方法。例如,也可以在控制方法选择装置70的最佳控制方 法决定装置71切换控制方法时,对于上限允许值设定装置92和下限允许值设定装置93分 别指示上限允许值AT bniax、下限允许值ATb_。
[0242] 偏差修正部94如图11所示地随着时间经过对上限允许值ATbniax、下限允许值 ATbniJi行调整。如果输入的输入侧张力偏差的值大于输入时刻的上限允许值ATbniax,则 偏差修正部94输出从输入的输入侧张力偏差减去上限允许值△ Tbniax得到的值作为修正后 的输入侧张力偏差。
[0243] 此外,如果输入的输入侧张力偏差的值小于输入时刻的上限允许值△ Tbniax,且大 于下限允许值A Tbniin,则输出零作为修正后的输入侧张力偏差。此外,如果输入的输入侧张 力偏差的值小于输入时刻的下限允许值△ Tbnin,则输出从输入的输入侧张力偏差减去下限 允许值A Tbniin得到的值作为修正后的输入侧张力偏差。
[0244] 图27中示出了输入侧TR控制装置66的概要。以来自输入侧TR速度指令装置65 的输入侧TR速度指令V ETRraf、来自输入侧张力电流变换装置的电流指令Ietrs^来自控制方 法选择装置70的转矩恒定控制模式作为输入,以流向输入侧TR2的电流作为输出。此处, 输入侧TR2由TR的机械装置和用于使其运转的电动机构成,流向输入侧TR2的电流表示流 向电动机的电流。
[0245] 输入侧TR控制装置66由以使速度指令VETfeef与实际速度V ETRfb-致的方式生成电 流指令的P控制661和I控制662、以使生成的电流指令1_^与输入侧TR2的电动机中流 过的电流I ETRfb-致的方式进行控制的电流控制663构成。选择了转矩恒定控制模式的情 况下,用来自输入侧张力电流变换装置15的输入侧TR电流设定值I ETRset置换I控制662。 未选择转矩恒定控制模式的情况(速度恒定控制)下,根据输入侧TR速度偏差,变更P控 制661和I控制662。
[0246] 在该状态下,选择了转矩恒定控制模式的情况下,为了使输入侧TR电流指令IETfcrf 不会不连续地变化,通过电流修正664进行修正。通过采用这样的结构,即使在乳制运转 中,也能够使输入侧TR控制装置的控制模式自由地从转矩恒定控制切换为速度恒定控制、 从速度恒定控制切换为转矩恒定控制,能够自由地切换控制方法A)、控制方法B)和控制方 法C)。
[0247] 通过使用以上说明的控制结构,在乳制速度加减速时切换控制方法B)、C)时,允 许某种程度的张力偏差而使输出侧板厚的稳定优先。因此,能够在乳制速度的加减速时不 损害输出侧板厚精度地进行控制方法B)、C)的切换,能够实现运转效率的提高。
[0248] 此外,上述实施例中,对输入侧张力偏差用静带进行修正,生成输入侧张力偏差修 正值,但只要是与张力偏差相应地变更张力控制增益等,在切换控制方法时抑制输入侧张 力控制的动作,并且在张力偏差较大的情况下张力控制工作这样的方法,则可以使用任意 的方法。变更张力控制增益时,通过减小图20中说明的增益控制器74、76的增益,能够以 基于张力变动进行的控制的控制值减小的方式进行抑制。
[0249] 此外,上述实施例中,以为了张力控制而设置输入侧张力计8的情况为例进行了 说明。不限于此,也能够基于输入侧TR控制装置66的输出电流的实际值与输入侧张力电 流变换装置15输出的电流指令值的差异推算张力。例如,实际值高于指令值的情况下,输 入侧TR控制装置66是要降低被乳制件的张力的状态,因此能够推测此时的张力是高于由 输入侧张力设定装置11设定的张力的状态。
[0250] 此外,上述实施例中,对于输入侧TR2的控制方法进行了说明,但也能够将同样的 结构应用于输出侧TR3的控制方法。此时,使得在图1的输出侧张力偏差修正装置96中, 具有与图24中的输入侧张力偏差修正装置95同等的功能即可。
[0251] 此外,上述实施例中,说明了设想为单机座乳制机的例子,但乳制机不限于单机座 乳制机,在多机座的串列式乳制机中,输入侧或输出侧设置了张力卷筒时也能够应用。即, 能够将多机座的串列式乳制机整体视为乳制机,用多机座的乳制机中开头的乳制机与张力 卷筒之间的张力、最后的乳制机与张力卷筒之间的张力作为对象,进行与以上同样的控制。
[0252] 此外,图1中说明的以控制方法选择装置70为中心的乳制控制装置通过软件和硬 件的组合而实现。此处,对于用于实现本实施例的乳制控制装置的各功能的硬件,参考图22 进行说明。图22是表示构成本实施例的乳制控制装置的信息处理装置的硬件结构的框图。 如图22所示,本实施例的乳制控制装置具有与一般的服务器、PC (Personal Computer,个人 计算机)等信息处理终端同样的结构。
[0253] 即,本实施例的乳制控制装置中,CPU(Central Processing Unit,中央处理 器)201、RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)202、ROM (Read Only Memory,只读 存储器)203、HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)204和I/F205经由总线208连接。此外, 在I/F205连接有LCD (Liquid Crystal Display,液晶显示器)206和操作部207。
[0254] CPU201是运算单元,对乳制控制装置整体的动作进行控制。RAM202是能够高速读 写信息的易失性的存储介质,被用作CPU201处理信息时的操作区域。R0M203是读取专用的 非易失性存储介质,存储固件等程序。
[0255] HDD204是能够读写信息的非易失性的存储介质,存储有OS (Operating System,操 作系统)和各种控制程序、应用程序等。I/F205连接总线208和各种硬件、网络等并进行控 制。此外,I/F205也被用作用于供各装置交换信息或对乳制机输入信息的接口。
[0256] LCD206是用于供操作员确认乳制控制装置的状态的视觉上的用户界面。操作部 207是键盘或鼠标等用于供操作员对乳制控制装置输入信息的用户接口。在这样的硬件 结构中,R0M203、HDD204或者未图示的光盘等记录介质中存储的程序被读取到RAM202中, CPU201按照该程序进行运算,从而构成软件控制部。通过这样构成的软件控制部和硬件的 组合,实现本实施例的乳制控制装置的功能。
[0257] [实施例2]
[0258] 如上所述,为了稳定地实施乳制机的板厚控制和张力控制,需要与乳制状态相应 地切换使用上述A)至C)所示的控制。图28示出了用于实现这一点的实施例2的单机座 乳制机的控制结构。
[0259] 实施例2的单机座乳制机S100与图1示出的实施例1同样地,相对于乳制机1的 乳制方向(图中用箭头表示),在乳制机1的输入侧具有供给被乳制件u并使其向乳制机1 插入的输入侧TR2,在输出侧具有卷取用乳制机1乳制后的被乳制件u的输出侧TR3。输入 侧TR2和输出侧TR3分别用电动机驱动,设置了该电动机和作为分别用于对电动机进行驱 动控制的装置的输入侧TR控制装置66和输出侧TR控制装置86。根据该结构,单机座乳 制机S100中的乳制,通过对从输入侧TR2放卷的被乳制件u用乳制机1乳制后,在输出侧 TR3卷取而进行。这些结构与实施例1相同。
[0260] 图28中示出的控制结构中,使用由输出侧板厚计17检测出的输出侧板厚偏差 A h,通过压下板厚控制61生成对辑隙的操作指令△△ SA(;e,通过速度板厚控制62生成对输 入侧TR速度的操作指令△ AVA(;C。此外,使用由输入侧张力计8测定出的输入侧张力的实 测值即实际输入侧张力与由输入侧张力设定装置11设定的输入侧张力设定的偏差(输入 侧张力偏差)A Tb,通过速度张力控制63生成对输入侧TR速度的操作指令△△ Vatr,通过 压下张力控制64生成对辊隙的操作指令△△ SATR。
[0261] 此外,输入侧TR2通过转矩恒定控制运转时,将对于输入侧张力设定装置11的输 入侧张力设定值加上来自根据实际输入侧张力与输入侧张力设定值的偏差来操作输入侧 张力设定值的输入侧张力控制13的控制输出而得到的值,用输入侧张力电流变换装置15 变换为对输入侧TR2的电流指令,生成对输入侧TR控制装置66的电流指令。
[0262] 控制方法选择装置70与乳制状态相应地选择应用上述A)、B)、C)中的哪一种控 制方法能够最大地降低输出侧板厚变动、输入侧张力变动,基于选择结果对辊隙控制装置7 输出辊隙操作指令。对输入侧TR速度进行操作时,对输入侧TR速度指令装置65输出速度 操作指令。在输入侧TR速度指令装置65中,根据从基准速度设定装置19输出的输入侧TR 基准速度和来自控制方法选择装置70的输入侧TR速度变更量生成输入侧TR速度指令,向 输入侧TR控制装置66输出。
[0263] 在输入侧TR控制装置66中,具有与电流指令相应地进行转矩恒定控制(电流恒 定控制)的运转模式和与速度指令相应地进行速度恒定控制的运转模式,根据来自控制方 法选择装置70的指令切换运转。
[0264] 图29中示出了压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控 制64的框图的一例。它们是各控制结构的一例,也能够使用除此以外的方法构成控制系 统。例如,图29的例子中,各控制系统是积分控制(I控制),但也能够改为比例积分(PI控 制)、或比例积分微分控制(PID控制)。
[0265] 压下板厚控制61由以实际输出侧板厚hfb与输出侧板厚设定值h 的差即输出侧 板厚偏差Ah = hfb_h"f作为输入,对于对输入的输出侧板厚偏差乘以调整增益和从输出侧 板厚偏差到辊隙的变换增益而得到的结果进行积分的积分控制(I控制)构成。求出积分 后的输出与前次值的偏差,作为控制输出A A SA(;C。此外,速度板厚控制62由以输出侧板厚 偏差Ah作为输入,对于对输入的输出侧板厚偏差乘以调整增益和从输出侧板厚偏差到输 入侧速度的变换增益而得到的结果进行积分的积分控制(I控制)构成。求出积分后的输 出与前次值的偏差,用实施例1中不出的式(1)作为控制输出。
[0266] 此处,M是乳制机的乳制常数,Q是被乳制件的塑性常数。此外,速度板厚控制的指 令,以相对于设定速度的速度变更比率的形式输出。
[0267] 压下张力控制64由以实际输入侧张力Tbfbb与输入侧张力设定值T braf的差即输入 侧张力偏差ATb = Tbfbb-Tbref作为输入,对于对输入的输入侧张力偏差ATb乘以调整增益 和从输入侧张力偏差ATb到辊隙的变换增益而得到的结果进行积分的积分控制(I控制) 构成。求出积分后的输出与前次值的偏差,作为控制输出△ ASaii^
[0268] 此外,速度张力控制63由以输入侧张力偏差△ Tb作为输入,对于对输入的输入侧 张力偏差△ Tb乘以调整增益和从输入侧张力偏差△ Tb到输入侧速度的变换增益而得到的 结果进行积分的积分控制(I控制)构成。求出积分后的输出与前次值的偏差,用实施例1 中不出的式(2)作为控制输出。
[0269] 图30中示出了控制方法选择装置70的概要。控制方法选择装置70由最佳控制 方法决定装置71和控制输出选择装置72构成。用最佳控制方法决定装置71决定使用上 述A)、B)、C)中的哪一种控制方法进行控制,在控制输出选择装置72中,选择使用上述压下 板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64中的哪一个输出,对辊隙 控制装置7和输入侧TR速度指令装置65、输入侧TR控制装置66输出控制指令。即,最佳 控制方法决定装置71起到控制方式决定部的作用。
[0270] 最佳控制方法决定装置71的动作概要,与实施例1中参考图17和图18说明的内 容一致。控制方法选择装置70执行这样的最佳控制方法决定流程,使控制方法切换为求得 的最佳控制方法。此时,因为在控制方法A)、控制方法B)和控制方法C)中,输入侧TR的控 制方法不同,所以在乳制运转中也存在不能切换的情况。此时,用控制方法A)继续乳制运 转,在下一次遇到同一钢种、同一板宽的被乳制件时切换控制方法即可。求得的最佳控制方 法记录在用被乳制件的钢种、输出侧板厚和乳制速度作为检索条件的数据库中,在下一次 对同种类的被乳制件进行乳制时,按照数据库中已记录的最佳控制方法进行控制。
[0271] 数据库的记录例如像实施例1中图19所示的那样。此外,以上说明的方法是最佳 控制方法的决定流程的一例,也能够使用其他方法,这一点如实施例1中所述。例如,也能 够根据乳制实际情况,使用乳制现象模型,数值上求出图40中示出的影响系数,根据其大 小关系选择最佳控制方法。
[0272] 图31中示出了控制输出选择装置72的动作概要。在控制输出选择装置72中,以 来自压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制64的输出、来自最 佳控制方法决定装置71的控制方法选择结果作为输入,对辊隙控制装置7、输入侧TR速度 指令装置65、输入侧TR控制装置66输出控制指令。
[0273] 如图31所示,在控制输出选择装置72中,来自压下板厚控制61、速度板厚控制 62、速度张力控制63、压下张力控制64的输出分别向增益控制器73、74、75、76输入。增益 控制器73~76是对压下板厚控制61、速度板厚控制62、速度张力控制63、压下张力控制 64各自的输出乘以增
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