DE102016224665B4

DE102016224665B4 - Walzwerk-Steuervorrichtung, Walzwerk-Steuerverfahren und Programm

Info

Publication number: DE102016224665B4
Application number: DE102016224665.8A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hattori
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2022-12-29
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: CN106964653B; JP6579964B2; DE102016224665A1; JP2017124428A; CN106964653A

Abstract

Walzwerk-Steuervorrichtung, die umfasst:eine Detektionseinheit (5), die eine physikalische Größe einer Änderung eines zu walzenden Materials (2) wegen einer periodischen Störung, die in einem Walzwerk (1), das das zu walzende Material (2) walzt, verursacht wird, detektiert;eine Phasenabgleicheinheit (110), die die durch die Detektionseinheit (5) detektierte physikalische Größe der Änderung einer Phase der periodischen Störung zu einer Zeit der Detektion der physikalischen Größe der Änderung zuordnet;eine Filterungseinheit (101), die die physikalische Größe der Änderung für die Phase, die durch die Phasenabgleicheinheit (110) der physikalischen Größe der Änderung zugeordnet wird, filtert und ein Ergebnis der Filterung als einen ersten Wert (121) der Phase zugeordnet in einer ersten Speichervorrichtung speichert;eine Korrektureinheit, die eine Integration oder Proportional-Integration des der Phase zugeordneten erhaltenen Filterungsergebnisses für die Phase ausführt und einen Wert, der durch Ausführen der Integration oder der Proportional-Integration erhalten wird, als einen zweiten Wert (122) der Phase zugeordnet in einer zweiten Speichervorrichtung speichert; undeine Recheneinheit, die auf der Grundlage des ersten Werts (121) und des zweiten Werts (122), die in der ersten Speichervorrichtung bzw. in der zweiten Speichervorrichtung gespeichert sind, der Phase zur Zeit der Ausgabe der Größe der Steuerung zugeordnet eine Größe der an das Walzwerk (1) auszugebenden Steuerung berechnet; wobeieine Integralverstärkung, G4, und im Falle der Proportional-Integration zusätzlich eine Proportionalverstärkung, G5, mittels eines Parameters, α, eingestellt werden, der eine Phasenreserve bestimmt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzwerk-Steuervorrichtung, auf ein Walzwerk-Steuerverfahren und auf ein Programm, das zum Steuern eines Walzwerks für eine Metallplatte konfiguriert ist.
2. Beschreibung des verwandten Gebiets
Wegen einer Änderung eines Radius einer Walzwalze in der Drehrichtung (im Folgenden als Walzenexzentrizität bezeichnet) in einem Walzwerk als einem Werk zur effektiven Herstellung eines dünnen Metallmaterials wird eine Änderung der Plattendicke auf der Austrittsseite erzeugt. Eine solche Änderung der Plattendicke, die durch die Walzenexzentrizität verursacht wird, wird zu einer periodischen Änderung der Plattendicke, die von einer Periode der Drehung der Walze abhängt, und kann somit durch Filtern der Plattendicke auf der Austrittsseite unter Verwendung einer Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente und Betreiben eines Walzspalts in Übereinstimmung mit der Walzenexzentrizitätskomponente verringert werden (siehe JP-S62-27884-B2 und dergleichen).
Ferner kann eine andere periodische Störung als die durch die Walzwalze verursachte Frequenzkomponente durch Nutzung desselben Verfahrens ebenfalls verringert werden (siehe JP-2015-166093-A und dergleichen).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem oben beschriebenen verwandten Gebiet wird eine sogenannte Proportionalsteuerung ausgeführt, in der eine Änderung der Plattendicke unter Verwendung einer Frequenz einer periodischen Änderung gefiltert wird und durch Multiplizieren des gefilterten Werts mit einer Steuerverstärkung eine Steuerungsausgabe erhalten wird, um die periodische Änderung der Plattendicke wie etwa die Walzenexzentrizität zu beseitigen. Somit wird die Ausgabe der Proportionalsteuerung ebenfalls verringert, wenn die Plattendicke auf der Austrittsseite durch die Steuerung verringert wird, so dass die Änderung der Plattendicke auf der Austrittsseite weiterhin verbleibt. Im Allgemeinen kann im Fall der Proportionalsteuerung höchstens nur 1 / (eine Proportionalsteuerungsverstärkung + 1) eingestellt werden, so dass die Plattendickeabweichung auf der Austrittsseite höchstens halbiert werden kann, selbst wenn die Steuerverstärkung = 1,0 ist.
Währenddessen gibt es als ein anderes Verfahren der herkömmlichen Walzenexzentrizitätssteuerung ein Steuerverfahren zum Positionieren eines Detektors, der eine einzelne Umdrehung einer Walzwalze detektiert, zum Schätzen einer Änderung der Größe eines Walzspalts aus einer Änderung der Last zur Zeit des Walzenleerlaufs (der Drehung der Walze in einem Zustand, in dem ein zu walzendes Material zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze fehlt), zum Bestimmen einer Größe der Korrektur entsprechend einer Position der Walzwalze in der Drehrichtung und zum Ausgeben der Größe der Korrektur während des Walzens.
In diesem Steuerverfahren wird die Änderung der Walzspaltänderung, die durch die Walzenexzentrizität selbst verursacht wird, beseitigt, so dass es möglich ist, eine Änderung der Plattendicke einer Walzenexzentrizitätskomponente nahezu zu 100 % zu beseitigen. Allerdings ist in dem Steuerverfahren der Detektor erforderlich, der die einzelne Umdrehung der Walzwalze detektiert, was zu einer Erhöhung des Betrags der Kapitalanlage und zu einer Erhöhung der Menge der Detektorwartungsarbeit führt. Ferner ist der Walzenleerlauf erforderlich, um aus der Laständerung die Walzenexzentrizitätskomponente zu erhalten, was zu einer Verringerung der Betriebseffizienz führt. Somit werden in der Realität meist die in JP-S62-27884-B2 , JP-2015-166093-A und dergleichen beschriebenen Steuerverfahren verwendet.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Probleme des verwandten Gebiets gemacht, wobei eine Aufgabe von ihr die Schaffung einer Walzwerk-Steuervorrichtung, eines Walzwerk-Steuerverfahrens und eines Programms, die eine periodische Änderung der Plattendicke, die durch die Walzenexzentrizität oder dergleichen verursacht ist, mit einer einfachen Konfiguration nahezu zu 100 % beseitigen können, ist.
Eine Walzwerk-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält: eine Detektionseinheit, die die physikalische Größe einer Änderung eines zu walzenden Materials wegen einer periodischen Störung, die in einem Walzwerk, das das zu walzende Material walzt, verursacht wird, detektiert; eine Phasenabgleicheinheit, die die durch die Detektionseinheit detektierte physikalische Größe der Änderung einer Phase der periodischen Störung zu einer Zeit der Detektion der physikalischen Größe der Änderung zuordnet; eine Filterungseinheit, die die physikalische Größe der Änderung für die Phase, die durch die Phasenabgleicheinheit der physikalischen Größe der Änderung zugeordnet wird, filtert und ein Ergebnis der Filterung als einen ersten Wert der Phase zugeordnet in einer ersten Speichervorrichtung speichert; eine Korrektureinheit, die eine Integration oder Proportional-Integration des der Phase zugeordneten erhaltenen Filterungsergebnisses für die Phase ausführt und einen Wert, der durch Ausführen der Integration oder der Proportional-Integration erhalten wird, als einen zweiten Wert der Phase zugeordnet in einer zweiten Speichervorrichtung speichert; und eine Recheneinheit, die auf der Grundlage des ersten Werts und des zweiten Werts, die in der ersten Speichervorrichtung bzw. in der zweiten Speichervorrichtung gespeichert sind, der Phase zur Zeit der Ausgabe der Größe der Steuerung zugeordnet die Größe der an das Walzwerk auszugebenden Steuerung berechnet, wobei eine Integralverstärkung, G₄, und im Falle der Proportional-Integration zusätzlich eine Proportionalverstärkung, G₅, mittels eines Parameters, α, eingestellt werden, der eine Phasenreserve bestimmt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Walzwerk-Steuervorrichtung, das Walzwerk-Steuerverfahren und das Programm geschaffen, die die periodische Änderung der Plattendicke, die durch die Walzenexzentrizität oder dergleichen verursacht wird, mit der einfachen Konfiguration nahezu zu 100 % beseitigen können.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die die Gesamtkonfiguration einer Walzwerk-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Walzausrüstung, die die Walzwerk-Steuervorrichtung enthält, darstellt;
2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in einer Walzwerk-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit einem Vergleichsbeispiel darstellt;
3 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Steuerblockschaltplans zur Berechnung, die durch ein Soft-Filter der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 ausgeführt wird, darstellt;
4A und 4B sind Diagramme, die Beispiele des Soft-Filters der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellen, in denen 4A eine Verstärkungscharakteristik darstellt und 4B eine Phasencharakteristik des Soft-Filters der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung darstellt;
5 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Filtertabelle in dem Soft-Filter der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellt;
6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Blockschaltplans einer Walzenexzentrizitätssteuerung auf der Grundlage der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellt;
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses der Walzenexzentrizitätssteuerung der Proportionalsteuerung auf der Grundlage der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellt;
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Blockschaltplans einer Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses der Walzenexzentrizitätssteuerung auf der Grundlage des Blockschaltplans der in 9 dargestellten Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung darstellt;
11 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Blockschaltplans einer Proportional-Integral-Korrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses der Walzenexzentrizitätssteuerung auf der Grundlage des in
11 dargestellten Blockschaltplans der Proportional-Integral-Korrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung darstellt;
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses eines Betriebs darstellt, wenn eine Phase einer Walzspaltstörung einer Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente während der Integralkorrektursteuerung schrittweise um 90 Grad verschoben wird; und
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses des Betriebs darstellt, wenn eine Phase der Walzspaltstörung einer Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente während der Proportional-Integral-Korrektur-Steuerung schrittweise um 90 Grad verschoben wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Übrigens sind die gemeinsamen Bestandteile in den jeweiligen Zeichnungen durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und wird ihre redundante Beschreibung weggelassen.
1 ist eine schematische Darstellung, die die Gesamtkonfiguration einer Walzwerk-Steuervorrichtung 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Walzausrüstung, die die Walzwerk-Steuervorrichtung 100 enthält, darstellt. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Walzausrüstung aus einem Walzwerk 1, das ein zu walzendes Material 2 walzt, aus einer Zughaspel 3a der Eintrittsseite, die das zu walzende Material 2, das wie ein Bandring gewickelt ist, dem Walzwerk 1 zuführt, aus einer Zughaspel 3b der Austrittsseite, die das gewalzte zu walzende Material 2 aufwickelt, aus der Walzwerk-Steuervorrichtung 100, die die Ausrüstung steuert, und dergleichen konfiguriert.
Im Folgenden ist die Zughaspel in der vorliegenden Beschreibung als TR abgekürzt. Außerdem wird das zu walzende Material 2 in einer durch einen Pfeil angegebenen Richtung, d. h. in 1 von links nach rechts, bewegt.
Außerdem ist das Walzwerk 1 aus einer Arbeitswalze 1a, aus einer Zwischenwalze 1b und aus einer Stützwalze 1c, von denen jede sowohl in der Richtung nach oben als auch nach unten von dem zu walzenden Material 2 vorgesehen ist, konfiguriert, wobei das zu walzende Material 2 als ein dazwischenliegendes Walzziel dient. Ferner ist zwischen der Zughaspel 3a der Eintrittsseite und der Eintrittsseite des Walzwerks 1 ein Tensiometer 4a der Eintrittsseite, das die Zugspannung des zu walzenden Materials 2 auf einer Eintrittsseite misst, vorgesehen und ist zwischen der Austrittsseite des Walzwerks 1 und der Zughaspel 3b der Austrittsseite ein Tensiometer 4b der Austrittsseite vorgesehen, das die Zugspannung des zu walzenden Materials 2 auf der Austrittsseite misst. Ferner ist zwischen der Austrittsseite des Walzwerks 1 und dem Tensiometer 4b der Austrittsseite ein Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite vorgesehen, das eine Plattendicke des zu walzenden Materials 2 auf der Austrittsseite misst.
Die Walzwerk-Steuervorrichtung 100 ist aus mehreren wie in 1 dargestellten Steuervorrichtungen konfiguriert. Im Folgenden wird jede Funktion dieser Steuervorrichtungen kurz beschrieben.
Eine Walzspalt-Steuervorrichtung 6 steuert durch Ändern eines Walzspalts zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze 1a die Plattendicke des zu walzenden Materials 2. Außerdem steuert eine Walzgeschwindigkeits-Steuervorrichtung 7 die Walzgeschwindigkeit des zu walzenden Materials 2 (die Drehzahl der Arbeitswalze 1a) in Übereinstimmung mit einem durch die Walzgeschwindigkeits-Einstellvorrichtung 10 eingestellten Geschwindigkeitsbefehl. Außerdem stellen eine TR-Steuervorrichtung 8a der Eintrittsseite und eine TR-Steuervorrichtung 8b der Austrittsseite durch Steuern eines Elektromotors, der die TR 3a der Eintrittsseite und die TR 3b der Austrittsseite antreibt, jede Drehzahl der TR 3a der Eintrittsseite und der TR 3b der Austrittsseite ein. Durch diese Einstellung wird die sowohl auf der Eintrittsseite als auch auf der Austrittsseite auf das zu walzende Material 2 ausgeübte Zugspannung als ein geeigneter Wert gehalten und wird der stabile und effektive Betrieb des Walzens implementiert.
Eine Zugspannungseinstellvorrichtung 11 der Eintrittsseite und eine Zugspannungseinstellvorrichtung 12 der Austrittsseite berechnen die Zugspannungseinstellwerte der Eintrittsseite und der Austrittsseite, die für die Zugspannungssteuerung des zu walzenden Materials 2 erforderlich sind. Ferner messen eine Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 15 der Eintrittsseite und eine Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 16 der Austrittsseite den Drehmomentwert des Elektromotors sowohl der TR 3a der Eintrittsseite als auch der TR 3b der Austrittsseite, der zum Implementieren der Zugspannungseinstellwerte der Eintrittsseite und der Austrittsseite erforderlich ist, und berechnen sie unter Verwendung der Elektromotordrehmomentwerte einen Stromeinstellwert des Elektromotors.
Übrigens verwenden die Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 15 der Eintrittsseite und die Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 16 der Austrittsseite ein Modell, das für ein mechanisches TR-System und für ein TR-Steuersystem im Voraus, zur Zeit der Berechnung des Elektromotordrehmomentwerts und des Stromeinstellwerts, vorbereitet wird. Somit tritt in dem Elektromotordrehmomentwert und in dem Stromeinstellwert, die als Ergebnisse der Berechnung erhalten werden, ein Fehler auf. Die Zugspannungssteuervorrichtung 13 der Eintrittsseite und die Zugspannungssteuervorrichtung 14 der Austrittsseite führen einen Prozess zum Korrigieren des Fehlers aus.
Das heißt, die Zugspannungssteuervorrichtung 13 der Eintrittsseite und die Zugspannungssteuervorrichtung 14 der Austrittsseite korrigieren die jeweiligen Zugspannungseinstellwerte, die durch die Zugspannungseinstellvorrichtung 11 der Eintrittsseite und durch die Zugspannungseinstellvorrichtung 12 der Austrittsseite eingestellt werden, unter Verwendung der jeweiligen tatsächlichen Zugspannungswerte, die durch das Tensiometer 4a der Eintrittsseite und durch das Tensiometer 4b der Austrittsseite gemessen werden. Ferner werden die jeweils korrigierten Zugspannungseinstellwerte der Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 15 der Eintrittsseite und der Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 16 der Austrittsseite zugeführt. Die Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 15 der Eintrittsseite und die Zugspannung-Strom-Umsetzvorrichtung 16 der Austrittsseite ändern jeden Stromwert, der für die TR-Steuervorrichtung 8a der Eintrittsseite und für die TR-Steuervorrichtung 8b der Austrittsseite eingestellt wird, auf der Grundlage des korrigierten Zugspannungseinstellwerts.
Hinsichtlich der Produktqualität ist es wichtig, die Plattendicke des zu walzenden Materials 2 gleichförmig zu halten. Somit steuert die Plattendickensteuervorrichtung 9 der Austrittsseite die Plattendicke dadurch, dass sie den Walzspalt des Walzwerks 1 unter Verwendung der Walzspalt-Steuervorrichtung 6 auf der Grundlage eines durch das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite detektierten tatsächlichen Werts der Plattendicke geeignet ändert.
Im Allgemeinen werden verschiedene Störungstypen zu Faktoren, die die Änderung der Plattendicke des zu walzenden Materials 2 auf der Austrittsseite verursachen, wobei ein Hauptänderungsfaktor davon die Walzenexzentrizität ist. Die Walzenexzentrizität bezieht sich hier auf jede Exzentrizität der Arbeitswalze 1a, der Zwischenwalze 1b und der Stützwalze 1c des Walzwerks 1, wobei eine solche Exzentrizität verursacht wird, wenn der Radius der Walze in der Drehrichtung wegen einer Poliergenauigkeit oder wegen einer Lagergenauigkeit jeder Walze oder dergleichen ungleichförmig ist. Das heißt, die Walzenexzentrizität veranlasst die Änderung des Walzspalts und wird zu der Hauptstörung für die Steuerung der Plattendicke auf der Austrittsseite des zu walzenden Materials 2.
Da die Walzenexzentrizitätskomponente der Stützwalze 1c groß ist, wird die Beseitigungssteuerung einer Walzenexzentrizitätskomponente allgemein in Bezug auf die Stützwalze 1c ausgeführt. Eine Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17 berechnet den Walzspalt zum Beseitigen der durch die Walzenexzentrizität wie oben beschrieben verursachten Änderung der Plattendicke. Das heißt, die Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17 kann die Plattendickensteuervorrichtung 9 der Austrittsseite genannt werden, die für die Beseitigung der durch die Walzenexzentrizität verursachten Änderung der Plattendicke spezialisiert ist.
Übrigens kann die wie oben konfigurierte Walzwerk-Steuervorrichtung 100 durch einen sogenannten Computer (nicht dargestellt) implementiert werden, der mit einer Zentraleinheit (CPU), einer Speichervorrichtung und einer Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung versehen ist. In diesem Fall wird jede Funktion der jeweiligen Vorrichtungen, die die Walzwerk-Steuervorrichtung 100 bilden, in der Weise implementiert, dass die Zentraleinheit des Computers ein vorgegebenes Programm ausführt, das in der Speichervorrichtung gespeichert ist. Übrigens ist der Computer zum Implementieren der Funktionen der jeweiligen Steuervorrichtungen nicht auf einen beschränkt, sondern kann er aus mehreren Computern gebildet sein. Außerdem können Beispiele der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung nicht nur eine Tastatur, eine Maus und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, sondern auch eine Schaltungsvorrichtung, ie ein digitales oder analoges Signal zum Ansteuern von Hardware wie etwa eines Elektromotors detektiert, eine Schaltungsvorrichtung, die ein digitales oder analoges Signal von verschiedenen Messinstrumenten erfasst, und dergleichen enthalten. Übrigens kann das für die Steuerung erforderliche Messinstrument wie etwa das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite ebenfalls als die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung angesehen werden, obwohl es in 1 außerhalb des Rahmens der Walzwerk-Steuervorrichtung 100 gezeichnet ist.
In der vorliegenden Beschreibung wird zunächst das verwandte Gebiet als ein Vergleichsbeispiel beschrieben. 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a in einer Walzwerk-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit einem Vergleichsbeispiel darstellt. Übrigens ist eine Konfiguration der Walzwerk-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel im Wesentlichen dieselbe wie die der Walzwerk-Steuervorrichtung 100 (siehe 1) in Übereinstimmung mit der Ausführungsform und ist nur die Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17 durch die Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a ersetzt.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a aus einer Positionierungsvorrichtung 110, aus einer Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt, aus einem Soft-Filter 101 und dergleichen konfiguriert. Das heißt, die Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a extrahiert unter Verwendung des Soft-Filters 101 die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite des zu walzenden Materials 2 in jeder Zeitdauer mit einer festen Länge durch Filtern der durch das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite, das auf der Austrittsseite des Walzwerks 1 eingebaut ist, detektierten Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite. Ferner betreibt die Walzspalt-Steuervorrichtung 6 den Walzspalt des Walzwerks 1 auf der Grundlage der extrahierten Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite.
Das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite ist hier bei einer von dem Walzwerk 1 beabstandeten Position eingebaut, so dass bis zur Detektion der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite des zu walzenden Materials 2 durch das Walzwerk 1 eine Totzeit auftritt. Somit ist es notwendig, die Phase der durch das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite detektierten Plattendickenabweichung zugeordnet zu einem Drehwinkel (Walzenwinkel) der Walze des Walzwerks 1 abzugleichen. Somit führt die Phasenabgleichvorrichtung 110 den Phasenabgleich unter Verwendung des von einem Drehdetektor 18, der den Drehwinkel der Walze auf der Grundlage des Betrags der Drehung des Walzwerk-Antriebselektromotors 19 detektiert, ausgegebenen Walzenwinkels aus. Das heißt, die Phasenabgleichvorrichtung 110 erhält den Walzenwinkel, wenn die Position des zu walzenden Materials 2 zur Zeit der Detektion der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite unter Verwendung des Plattendickenmessgeräts 5 der Austrittsseite unmittelbar unter der Walze ist. Dementsprechend wird die durch das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite detektierte Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite dem Walzenwinkel zum Zeitpunkt des Walzens (wenn die Platte unmittelbar unter der Walze durchgeht) zugeordnet.
Die Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt setzt die dem Walzenwinkel zugeordnete Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite in die Größe des Walzspalts des Walzwerks 1 um. Die Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt erhält die Größe des Walzspalts durch Multiplizieren der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite mit einer Konstante, die durch M/(M + Q · (1 - α)) gegeben ist. M wird hier eine Walzkonstante genannt und repräsentiert die durch eine Walzlast verursachte Größe der Ablenkung der Walze und Q wird eine Plastizitätskonstante genannt und repräsentiert die Grö-ße der durch die Walzlast verursachten Verformung des zu walzenden Materials 2. Außerdem wird α ein Skalenfaktor genannt und ist er ein Parameter, der eine Größe der Walzkonstante M relativ ändert. Allgemein wird ein Wert α von etwa 0 bis 0,9 verwendet, wobei die Walzkonstante M z. B. das Zehnfache ist, wenn α = 0,9 ist.
Das Soft-Filter 101 führt einen Filterungsprozess fester Länge der Größe des Walzspalts, die durch die Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt erhalten wird, in eine einer Umfangslänge der Walze entsprechende Länge aus. Ein Grund für die Ausführung des Filterungsprozesses unter Verwendung der Länge anstelle einer Frequenz ist hier, dass das Walzwerk 1 eine Operation des Änderns der Geschwindigkeit in der Weise ausführt, dass die Geschwindigkeit von einem Haltzustand zu einer Maximalgeschwindigkeit erhöht und daraufhin verringert und angehalten wird. Es ist notwendig, den Filterungsprozess unter Verwendung der festen Länge auszuführen, um die Walzexzentrizitätssteuerung selbst dann auszuführen, wenn das Walzwerk 1 inmitten der Beschleunigung und Verzögerung ist. Außerdem wird das Walzen durch Abflachen des zu walzenden Materials 2 zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze 1a ausgeführt, wobei eine Aufgabe der Walzenexzentrizitätssteuerung ist, die durch mechanische Schwingung zwischen einem Intervall zwischen der oberen und der unteren Walze zu dieser Zeit verursachte Änderung der Plattendicke zu beseitigen, so dass es notwendig ist, die Filterung mit der festen Länge auszuführen. Übrigens wird zur Zeit der Ausführung der Walzenexzentrizitätssteuerung der Stützwalze 1c als die oben beschriebene feste Länge eine Umfangslänge der Walze der Stützwalze 1c verwendet.
Das Soft-Filter 101a, das den oben beschriebenen Filterungsprozess ausführt, ist aus einem Filterungsberechnungsmechanismus konfiguriert, der eine Filtertabelle 121, eine Ausgabezeit-Einstellvorrichtung 120 und dergleichen enthält. Ein Walzendurchmesser unterscheidet sich hier in vielen Fällen zwischen der oberen und der unteren Walzwalze 1 und eine Länge der Abtastung fester Länge unterscheidet sich zwischen der Ober- und der Unterseite. Somit sind die Steuerverstärkungen G_1U, G_1L, G_2U, G_2L, G_3U und G_3L derart, dass sie jeder der oberen und der unteren Walzen entsprechen. Ferner sind als die Filtertabelle 121 eine obere Filtertabelle 121U und eine untere Filtertabelle 121L in der Weise vorgesehen, dass die Ober- und die Unterseite getrennt gesteuert werden können.
Übrigens werden die ausführliche Konfiguration und die ausführliche Funktion des Soft-Filters 101a in diesem Vergleichsbeispiel nachfolgend anhand von 3 bis 6 nacheinander beschrieben.
3 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Steuerblockschaltplans des Soft-Filters 101a der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellt. Wie in 3 dargestellt ist, ist das Soft-Filter 101a (Filter fester Länge) aus mehreren Blöcken konfiguriert, die ein Totzeitelement e^-TS mit einer festen Länge und die Steuerverstärkungen G₁, G₂ und G₃ des Filters enthalten. Außerdem kann gesagt werden, dass dieser Steuerblockschaltplan die schematische Darstellung ist, die einen Rechenmechanismus des Filters fester Länge darstellt.
Das heißt, eine Beziehung zwischen der Eingabe x und der Ausgabe y des Filters fester Länge wird durch die Formel (1) oder durch die Formel (2), wie sie in der unteren Hälfte aus 3 dargestellt sind, ausgedrückt. Ferner kann die Gesamtverstärkung des Filters fester Länge durch Formel (3) erhalten werden und kann ferner die Phase φ durch Formel (4) erhalten werden.
4A und 4B sind Diagramme, die Beispiele des Soft-Filters 101a (des Filters fester Länge) der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellen. 4A stellt eine Verstärkungscharakteristik dar und 4B stellt eine Phasencharakteristik des Soft-Filters 101a der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a dar. Eine normierte Frequenz in der horizontalen Achse dieser Graphen ist eine Frequenz, wenn ein Reziprokes der Totzeit T eins gesetzt ist. Die Verstärkung wird eins, wenn die normierte Frequenz zu einer ganzen Zahl wird, wobei das Soft-Filter 101a außerdem eine Frequenzkomponente und ein ganzzahliges Vielfaches der der Totzeit T entsprechenden Frequenz extrahiert.
Die Aufgabe bei der Steuerung des verwandten Gebiets in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 ist das Beseitigen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite, die durch die Walzenexzentrizität der Stützwalze 1c (im Folgenden als BUR abgekürzt) verursacht wird, so dass der Filterungsprozess unter Verwendung einer Drehfrequenz F_BUR der BUR ausgeführt wird, die in Abhängigkeit von einem Parameter D_BUR der BUR und einer Walzgeschwindigkeit V bestimmt wird. Übrigens wird die BUR verwendet, nachdem sie einem Polierprozess ausgesetzt worden ist, wenn ihre Oberfläche zerkratzt ist. Die Unebenheit in dem Polierprozess wird zu einem Faktor, der die Walzenexzentrizität verursacht (wobei die Änderung der Plattendicke in diesem Fall hauptsächlich zu einem Vielfachen der Frequenz des BUR-Durchmessers wird). Außerdem wird die Walzenexzentrizität ebenfalls erzeugt, wenn die durch den Walzprozess erwärmte BUR ungleichmäßig abgekühlt wird (wobei die Änderung der Plattendicke in diesem Fall höchstens das Doppelte der Frequenz des BUR-Durchmessers wird). Somit wird das ganzzahlige Vielfache der Frequenz ebenfalls extrahiert und ist es somit möglich, das Doppelte oder mehr der Frequenzkomponente zu steuern, wenn das Filter der dem BUR-Durchmesser entsprechenden Frequenzkomponente unter Verwendung des Soft-Filters 101 konfiguriert ist.
5 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration der Filtertabelle 121 in dem Soft-Filter 101a der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellt. In der Ausführungsform wird die Funktion des Soft-Filters 101 durch einen Computer implementiert. Ferner wird die Filtertabelle 121, die aus n Datenspeichern gebildet ist, die den jeweiligen Teilungspunkten, d. h. jedem Drehwinkel (Walzenwinkel), entsprechen, in einer Speichervorrichtung des Computers wie in 5 dargestellt vorbereitet, wenn eine einzelne Umdrehung der Walze (z. B. der BUR) in n geteilt wird.
In Übereinstimmung mit 2 und 3 werden die von der Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt ausgegebenen Daten und die aus der Filtertabelle 121 ausgelesenen Daten in dem Soft-Filter 101a berechnet. Zu dieser Zeit werden die von der Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt ausgegebenen Daten dem Walzenwinkel, wenn das zu walzende Material 2 zur Zeit der Detektion der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite direkt unter der Walze durchgeht, zugeordnet. Somit liest das Soft-Filter 101a aus der Filtertabelle 121 die in dem Datenspeicher gespeicherten Daten bei der dem Walzenwinkel zugeordneten Position aus. Ferner wird die oben beschriebene Berechnung der in 3 dargestellten Formel (2) unter Verwendung der ausgelesenen Daten und der von der Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt ausgegebenen Daten ausgeführt und wird ein Ergebnis davon an dieselbe Position zurückgeschrieben.
Außerdem werden die aus der Filtertabelle 121 in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Walzenwinkel ausgelesenen Daten, d. h. die Filterungsdaten (die Größe des Walzspalts, die der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite entspricht), in der Ausgabezeit-Einstellvorrichtung 120 einer Zeiteinstellung ausgesetzt und wird das Ergebnis an die Walzspalt-Steuervorrichtung 6 ausgegeben. Der vorgegebene Walzenwinkel ist hier ein Walzenwinkel der Walze, wenn die an die Walzspalt-Steuervorrichtung 6 ausgegebenen Daten für die Steuerung als die Größe des Walzspalts verwendet werden.
6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Blockschaltplans einer Walzenexzentrizitätssteuerung auf der Grundlage der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel aus 2 darstellt. In dem Blockschaltplan aus 6 sind der Filtertabelle 121 die mehreren Punkte in der in 5 dargestellten Walzendrehrichtung zugeordnet. Ein Punkt davon ist ein Punkt, der dem Walzenwinkel entspricht, der den von der Umsetzvorrichtung 111 zwischen der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und dem Walzspalt ausgegebenen Daten zugeordnet ist.
Außerdem ist ein weiterer Punkt ein Punkt, der dem Walzenwinkel der Walze entspricht, wenn die an die Walzspalt-Steuervorrichtung 6 ausgegebenen Daten für die Steuerung als die Größe des Walzspalts verwendet werden.
Wie in der unteren Hälfte von 6 dargestellt ist, kann das Soft-Filter 101a an ein System mit Verzögerung erster Ordnung genähert werden. In diesem Fall wird die Proportionalsteuerung der Walzenexzentrizität unter Verwendung der Daten der Filtertabelle 121, die den mehreren Punkten auf der Walze in der Walzendrehrichtung entsprechen, d. h. der Daten der Verzögerung erster Ordnung der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite, ausgeführt.
Zu dieser Zeit wird eine Zeitkonstante T der Verzögerung erster Ordnung durch eine Abtastperiode ts und einen Parameter G₁G₃ des Filterungsprozesses bestimmt. Ferner ist die Abtastperiode ts eine einzelne Drehperiode der Walze. Übrigens wird als der Parameter G₁G₃ des Filterungsprozesses in Übereinstimmung mit einer Sollfilterungscharakteristik ein Wert von etwa 0,03 bis 0,3 eingestellt, so dass etwa 3 bis 30 der Drehperiode der Walze zu der Zeitkonstante für die Korrektur der Plattendicke auf der Austrittsseite wird.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses der Walzenexzentrizitätssteuerung der Proportionalsteuerung auf der Grundlage der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a in Übereinstimmung mit dem Vergleichsbeispiel darstellt. In der graphischen Darstellung aus 7 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und ist ein linkes Ende davon die Gegenwart und datiert sie in der Rechtsrichtung in die Vergangenheit zurück. Außerdem repräsentiert die durch die Strichpunktlinie angegebene Zeit den Anfang der Walzenexzentrizitätssteuerung.
In dem Vergleichsbeispiel filtert die Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite unter Verwendung der Filtertabelle 121, wobei die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite abnimmt, um geringfügig unter etwa 1/3 des Niveaus vor dem Beginn zu sein. Wenn dagegen die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und die Walzenexzentrizitätssteuerung der Ausgabe ausgeglichen sind, fällt die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite und stabilisiert sie sich bei 1/3 des Niveaus vor dem Beginn. Dieses Ergebnis ist an 1/3 angepasst, was das Steuerergebnis der Proportionalsteuerung in 2 ist, in der eine Walzenexzentrizitätssteuerverstärkung C_REC = 2,0 ist.
Wie oben wird in der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17a des Vergleichsbeispiels ein Problem erzeugt, dass die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite nur auf 1/3 des Niveaus vor Beginn der Walzenexzentrizitätssteuerung verringert werden kann. Somit wird zusätzlich zu der Proportionalsteuerung eine Korrekturfunktion einer Integralsteuerung oder Proportional-Integral-Steuerung ausgeführt.
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 8 dargestellt ist, ist es in der Ausführungsform zusätzlich zu der Konfiguration der Walzenexzentrizitätssteuerung 17a des Vergleichsbeispiels in 2 möglich, unter Verwendung eines Filterergebnisses mit einer Walzenexzentrizitätsfrequenz durch Bereitstellung einer Abweichungskorrekturtabelle 122 (einer oberen Abweichungskorrekturtabelle 122U und einer unteren Abweichungskorrekturtabelle 122L) die Integralsteuerung auszuführen. Das heißt, die Steuerung, zu der die Integralkorrektur addiert wird, kann ausgeführt werden, wenn die Verstärkung G₄ ≠ 0 und G₅ = 0 ist, und ferner kann die Steuerung, zu der die Proportional-Integral-Korrektur hinzugefügt wird, ausgeführt werden, wenn die Verstärkung G₄ ≠ 0 und G₅ ≠ 0 ist. G₄ repräsentiert hier G_4U und G_4L in 8 und G₅ repräsentiert Gsu und G_5L.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Blockschaltplans einer Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In diesem Fall ist es möglich, die stabile Integralkorrektur auszuführen, wenn als die Integralverstärkung G₄ und als die Proportionalverstärkung G₅ z. B. G₄ = 1 / (α · T) und G₅ = 0 eingestellt werden. α ist hier ein Parameter, der eine Phasenspanne bestimmt und ein Wert von etwa 3 bis 10.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses der Walzenexzentrizitätssteuerung auf der Grundlage des in 9 dargestellten Blockschaltplans der Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung darstellt. Wie in 10 dargestellt ist, ist es in dieser Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung über die Integralverarbeitung unter Verwendung der Abweichungskorrekturtabelle 122 möglich, die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite im Wesentlichen auf null zu steuern.
11 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Blockschaltplans einer Proportional-Integral-Korrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung der Walzenexzentrizitäts-Steuervorrichtung 17 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In diesem Fall ist es notwendig, als eine Integralzeitkonstante T₁ einen größeren Wert als die Filterungszeitkonstante T einzustellen. Außerdem ist es möglich, G₅ unter Verwendung des Parameters α, der die Phasenspanne bestimmt (siehe die in der unteren Hälfte von 9 beschriebene Formel), einzustellen.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses der Walzenexzentrizitätssteuerung auf der Grundlage des Blockschaltplans der in 11 dargestellten Proportional-Integral-Korrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung darstellt. Übrigens ist in dieser Simulation G₅ = 0,5 und T₁ = 2T. Ferner ist es in Übereinstimmung mit dem Simulationsergebnis möglich, die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite für eine kürzere Zeitdauer als bei dem Ergebnis des Falls der Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung (siehe 10) im Wesentlichen auf null einzustellen. Dies ist so, da es im Vergleich zum Fall der Integralkorrektur möglich ist, die Integralzeitkonstante zu verringern.
Währenddessen kann einer der Vorteile der Walzenexzentrizitätssteuerung des oben beschriebenen Vergleichsbeispiels (siehe 6) beispielhaft durch eine Tatsache charakterisiert werden, dass es möglich ist, die Steuerungsausgabe in irgendeinem Fall, in dem die Phase der Walzenexzentrizitätsstörung verschoben ist, unabhängig von ihrer Ursache zu korrigieren. Im Fall des verwandten Gebiets, in dem die Größe der Walzenexzentrizität an jedem Punkt in der Walzendrehrichtung erhalten wird und der Walzspalt auf der Grundlage der Größe der Exzentrizität gesteuert wird, ist es schwierig, eine Korrektur in Bezug auf eine Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente zu bewältigen, die z. B. erzeugt wird, wenn die Walze im Leerlauf ist und wenn die thermisch ausgedehnte Walze ungleichmäßig abgekühlt wird. Im Gegensatz dazu ist es möglich, die Phasenverschiebung der Walzenexzentrizitätssteuerung des oben beschriebenen Vergleichsbeispiels zu bewältigen, da der Walzspalt dadurch gesteuert wird, dass der Filterungsprozess an der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite selbst dann ausgeführt wird, wenn die Phase der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente verschoben ist.
Der Inhalt der Abweichungskorrekturtabelle 122 wird in der Weise korrigiert, dass die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite selbst dann null wird, wenn die Phase der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente in der Integralkorrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung (siehe 9) und in der Proportional-Integral-Korrektur-Walzenexzentrizitätssteuerung (siehe 11) in Übereinstimmung mit der Ausführungsform verschoben wird. Um dies zu bestätigen, haben die Erfinder eine Simulation ausgeführt, in der eine Phase der Walzspaltstörung der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente schrittweise um 90 Grad verschoben wird, wenn die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite auf null gesteuert wird.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses einer Operation darstellt, wenn die Phase der Walzspaltstörung der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente während der Integralkorrektursteuerung schrittweise um 90 Grad verschoben wird. Außerdem ist 14 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Simulationsergebnisses des Betriebs darstellt, wenn die Phase der Walzspaltstörung der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente während der Proportional-Integral-Korrektur-Steuerung schrittweise um 90 Grad verschoben wird. Wie in 13 und 14 dargestellt ist, wird der Inhalt der Abweichungskorrekturtabelle 122 sowohl im Fall der Integralkorrektursteuerung als auch in dem der Proportional-Integral-Korrektursteuerung durch ein Ergebnis korrigiert, das durch Filtern eines tatsächlichen Werts der Plattendicke auf der Austrittsseite erhalten wird. Somit wird eine Phase der Ausgabe der Walzenexzentrizitätssteuerung allmählich geändert und ist es möglich, die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite, die sich zur Zeit der Änderung der Phase der Walzspaltstörung erhöht hat, im Wesentlichen auf null einzustellen.
Wie oben ist es unter Verwendung der oben beschriebenen Walzwerk-Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform möglich, die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente, die durch die Walzenexzentrizitätssteuerung in Übereinstimmung mit der Proportionalsteuerung (das verwandte Gebiet) nicht beseitigt werden kann, im Wesentlichen auf null einzustellen. Außerdem ist es möglich, durch geeignete Einstellung der Steuerverstärkung die stabile Steuerung auszuführen.
Außerdem wird unter Verwendung des durch Ausführen der Integralberechnung der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente in der oben beschriebenen Ausführungsform erhaltenen Ergebnisses die Integralsteuerung oder die Proportional-Integral-Steuerung ausgeführt, wobei unter Verwendung derselben Idee aber auch die Proportional-Integral-Differential-Steuerung konfiguriert werden kann.
Außerdem wurde die Beschreibung in der oben beschriebenen Ausführungsform hinsichtlich der Walzenexzentrizitätssteuerung gegeben, die die durch das Plattendickenmessgerät 5 der Austrittsseite des Walzwerks 1 (siehe 1) in der oben beschriebenen Ausführungsform detektierte Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite verwendet, wobei die Erfindung ebenfalls auf eine Walzenexzentrizitätssteuerung unter Verwaltung einer durch ein Walzlastmessgerät desselben Walzwerks 1 gemessenen Walzlast angewendet werden kann.
Außerdem ist die Beschreibung in der oben beschriebenen Ausführungsform hinsichtlich der Steuerung zum Beseitigen der Walzenexzentrizität der Stützwalze 1c des Walzwerks 1 gegeben worden, wobei es unter Verwendung derselben Steuerung ebenfalls möglich ist, eine Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente der Zwischenwalze 1b oder der Arbeitswalze 1a zu beseitigen.
Außerdem ist die Beschreibung in der oben beschriebenen Ausführungsform hinsichtlich der Steuerung der Plattendicke auf der Austrittsseite in Bezug auf die periodische Störung der Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente gegeben worden, wobei es ebenfalls möglich ist, dieselbe Steuerung auf eine durch irgendeinen anderen Faktor als die Walzenexzentrizitäts-Frequenzkomponente verursachte periodische Störung anzuwenden.
Außerdem wird in der TR 3a der Eintrittsseite, die auf der Eintrittsseite des Walzwerks 1 eingebaut ist und die das zu walzende Material 2, das in das Walzwerk 1 strömt, abwickelt, und in der TR 3b der Austrittsseite, die das von der Walzstraße 1 entladene zu walzende Material 2 aufwickelt, ebenfalls eine Änderung des Radius der Haspel in der Drehrichtung erzeugt, wobei es möglich ist, auf solche Fälle dieselbe Steuerung wie in der oben beschriebenen Ausführungsform anzuwenden. In diesem Fall ist die Größe der an die Walzstraße auszugebenden Steuerung nicht auf die Größe des Walzspalts beschränkt und kann sie ein Strombefehlswert oder ein Geschwindigkeitsbefehlswert sein, der dem Elektromotor, der die Zughaspel 3a der Eintrittsseite oder die Zughaspel 3b der Austrittsseite antreibt, zugeführt wird.
Ferner wird als eine andere Ausführungsform eine Beschreibung hinsichtlich eines Falls gegeben, in dem die vorliegende Erfindung auf die Steuerung einer periodischen Änderung angewendet wird, die durch ungleichmäßige Härte des in dem Walzwerk 1 zu walzenden Materials 2 verursacht ist.
Das zu walzende Material 2, das durch das Walzwerk 1 gewalzt wird, ist einmal durch ein Heißwalzwerk gewalzt worden. Das Heißwalzwerk ist ebenfalls aus verschiedenen Walzen konfiguriert, wobei es einen Fall gibt, in dem die periodische Änderung der Härte des zu walzenden Materials wegen der Verarbeitungsungleichmäßigkeit (hauptsächlich der ungleichmäßigen Temperatur), die einer einzelnen Umdrehung der Walze entspricht, verbleibt. Wenn ein solches zu walzendes Material in dem nachgeordneten Prozess durch ein Kaltwalzwerk gewalzt wird, wird wegen der periodischen Härteänderung (Verformungsbeständigkeitsänderung) eine periodische Plattendickenabweichung der Austrittsseite erzeugt.
In Bezug auf eine solche Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite kann eine Filterung eines Bandbusses in der Walzenexzentrizitätssteuerung mit einer Frequenz der durch die Härteänderung verursachten Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite anstelle einer Frequenz der Walzenexzentrizität, wie z. B. in JP-2015-166093-A dargestellt ist, ausgeführt werden. Ferner ist es möglich, die durch die ungleichmäßige Härte des zu walzenden Materials verursachte periodische Änderung der Plattendicke auf der Austrittsseite durch Anwenden der Steuerung, die in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ähnlich dem Fall der Walzenexzentrizitätssteuerung zu beseitigen. Ferner beruht die Größe der Steuerung in diesem Fall auf dem Walzspalt, auf der Walzgeschwindigkeit oder dergleichen des Walzwerks und kann sie ferner die Walzgeschwindigkeit der Zughaspel 3a der Eintrittsseite oder der Zughaspel 3b der Austrittsseite oder dergleichen sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und auf geänderte Beispiele beschränkt und enthält ferner verschiedene geänderte Beispiele. Zum Beispiel sind die oben beschriebenen Ausführungsformen und geänderten Beispiele ausführlich beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung auf leicht verständliche Weise zu beschreiben, und sind sie nicht notwendig auf eine beschränkt, die die oben beschriebene Gesamtkonfiguration enthält. Außerdem können einige Konfigurationen einer bestimmten Ausführungsform oder eines geänderten Beispiels durch Konfigurationen einer anderen Ausführungsform oder eines geänderten Beispiels ersetzt werden und kann ferner zu einer Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform oder eines geänderten Beispiels eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform oder eines anderen geänderten Beispiels hinzugefügt werden. Außerdem können einige Konfigurationen einer bestimmten Ausführungsform oder eines bestimmten geänderten Beispiels ersetzt werden und können sie einer Hinzufügung, Beseitigung, Ersetzung einer in einer anderen Ausführungsform oder in einem anderen geänderten Beispiel enthaltenen Konfiguration unterworfen werden.

Claims

Walzwerk-Steuervorrichtung, die umfasst: eine Detektionseinheit (5), die eine physikalische Größe einer Änderung eines zu walzenden Materials (2) wegen einer periodischen Störung, die in einem Walzwerk (1), das das zu walzende Material (2) walzt, verursacht wird, detektiert; eine Phasenabgleicheinheit (110), die die durch die Detektionseinheit (5) detektierte physikalische Größe der Änderung einer Phase der periodischen Störung zu einer Zeit der Detektion der physikalischen Größe der Änderung zuordnet; eine Filterungseinheit (101), die die physikalische Größe der Änderung für die Phase, die durch die Phasenabgleicheinheit (110) der physikalischen Größe der Änderung zugeordnet wird, filtert und ein Ergebnis der Filterung als einen ersten Wert (121) der Phase zugeordnet in einer ersten Speichervorrichtung speichert; eine Korrektureinheit, die eine Integration oder Proportional-Integration des der Phase zugeordneten erhaltenen Filterungsergebnisses für die Phase ausführt und einen Wert, der durch Ausführen der Integration oder der Proportional-Integration erhalten wird, als einen zweiten Wert (122) der Phase zugeordnet in einer zweiten Speichervorrichtung speichert; und eine Recheneinheit, die auf der Grundlage des ersten Werts (121) und des zweiten Werts (122), die in der ersten Speichervorrichtung bzw. in der zweiten Speichervorrichtung gespeichert sind, der Phase zur Zeit der Ausgabe der Größe der Steuerung zugeordnet eine Größe der an das Walzwerk (1) auszugebenden Steuerung berechnet; wobei eine Integralverstärkung, G₄, und im Falle der Proportional-Integration zusätzlich eine Proportionalverstärkung, G₅, mittels eines Parameters, α, eingestellt werden, der eine Phasenreserve bestimmt.
Walzwerk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die periodische Störung eine durch die Walzenexzentrizität des Walzwerks (1) verursachte Änderung eines Walzendurchmessers ist, die durch die Detektionseinheit (5) detektierte physikalische Größe der Änderung eine Größe einer Änderung der Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite des zu walzenden Materials (2) oder einer Walzlast, die auf das zu walzende Material (2) ausgeübt wird, ist, und die Größe der an das Walzwerk (1) auszugebenden Steuerung eine Größe eines Walzspalts des Walzwerks (1) ist.
Walzwerk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die periodische Störung eine Änderung der Härte in dem zu walzenden Material (2) ist, die durch die Detektionseinheit (5) detektierte physikalische Größe die Änderung die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite des zu walzenden Materials (2) ist, und die Größe der an das Walzwerk (1) auszugebenden Steuerung eine Größe eines Walzspalts des Walzwerks (1), der Walzgeschwindigkeit des Walzwerks (1) oder irgendeiner Walzgeschwindigkeit von Zughaspeln (3a; 3b), die auf der Eintrittsseite bzw. auf der Austrittsseite des Walzwerks (1) eingebaut sind, ist.
Walzwerk-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die periodische Störung eine Änderung eines Haspeldurchmessers ist, die durch irgendeine Exzentrizität der Zughaspeln (3a; 3b), die auf der Eintrittsseite bzw. auf der Austrittsseite des Walzwerks (1) eingebaut sind, verursacht wird, die durch die Detektionseinheit (5) detektierte physikalische Größe der Änderung die Plattendickenabweichung auf der Austrittsseite des zu walzenden Materials (2) ist, und die an das Walzwerk (1) auszugebende Größe der Steuerung eine Größe eines Walzspalts des Walzwerks (1) oder ein Strombefehlswert oder ein Geschwindigkeitsbefehlswert, der einem Elektromotor, der die Zughaspel auf der Eintrittsseite oder auf der Austrittsseite antreibt, zugeführt wird, ist.
Walzwerk-Steuerverfahren, das in einer Walzwerk-Steuervorrichtung ausgeführt wird, die mit einer Detektionseinheit (5), die eine physikalische Größe einer Änderung eines zu walzenden Materials (2) wegen einer periodischen Störung, die in einem Walzwerk (1), das das zu walzende Material (2) walzt, verursacht wird, detektiert, und mit einem Computer, der auf der Grundlage der durch die Detektionseinheit (5) detektierten physikalischen Größe der Änderung des zu walzenden Materials (2) eine Größe der Steuerung des Walzwerks (1) zur Unterdrückung der physikalischen Größe der Änderung des zu walzenden Materials (2) berechnet, versehen ist, wobei der Computer Folgendes ausführt: Zuordnen der durch die Detektionseinheit (5) detektierten physikalischen Größe der Änderung zu einer Phase der periodischen Störung zur Zeit der Detektion der physikalischen Größe der Änderung; Filtern der physikalischen Größe der Änderung für die Phase, die beim Zuordnen der physikalischen Größe der Änderung zugeordnet wird, und Speichern eines Ergebnisses der Filterung zugeordnet zu der Phase als einen ersten Wert (121) in einer ersten Speichervorrichtung; Ausführen einer Integration oder einer Proportional-Integration des zugeordnet zu der Phase erhaltenen Filterungsergebnisses für die Phase und Speichern eines Werts, der durch Ausführen der Integration oder der Proportional-Integration erhalten wird, zugeordnet zu der Phase als einen zweiten Wert (122) in einer zweiten Speichervorrichtung; und Berechnen einer Größe der an das Walzwerk (1) auszugebenden Steuerung auf der Grundlage des ersten Werts (121) und des zweiten Werts (122), die in der ersten Speichervorrichtung bzw. in der zweiten Speichervorrichtung gespeichert sind, der Phase zur Zeit der Ausgabe der Größe der Steuerung zugeordnet; wobei eine Integralverstärkung, G₄, und im Falle der Proportional-Integration zusätzlich eine Proportionalverstärkung, G₅, mittels eines Parameters, α, eingestellt werden, der eine Phasenreserve bestimmt.
Programm eines Computers in einer Walzwerk-Steuervorrichtung, die mit einer Detektionseinheit (5), die eine physikalische Größe einer Änderung eines zu walzenden Materials (2) wegen einer periodischen Störung, die in einem Walzwerk (1), das das zu walzende Material (2) walzt, verursacht wird, detektiert, und mit dem Computer, der auf der Grundlage der durch die Detektionseinheit (5) detektierten physikalischen Größe der Änderung des zu walzenden Materials (2) eine Größe der Steuerung des Walzwerks (1) zur Unterdrückung der physikalischen Größe der Änderung des zu walzenden Materials (2) berechnet, versehen ist, wobei das Programm veranlasst, dass der Computer Folgendes ausführt: Zuordnen der durch die Detektionseinheit (5) detektierten physikalischen Größe der Änderung zu einer Phase der periodischen Störung zur Zeit der Detektion der physikalischen Größe der Änderung; Filtern der physikalischen Größe der Änderung für die Phase, die beim Zuordnen der physikalischen Größe der Änderung zugeordnet wird, und Speichern eines Ergebnisses der Filterung zugeordnet zu der Phase als einen ersten Wert (121) in einer ersten Speichervorrichtung; Ausführen einer Integration oder einer Proportional-Integration des zugeordnet zu der Phase erhaltenen Filterungsergebnisses für die Phase und Speichern eines Werts, der durch Ausführen der Integration oder der Proportional-Integration erhalten wird, zugeordnet zu der Phase als einen zweiten Wert (122) in einer zweiten Speichervorrichtung; und Berechnen einer Größe der an das Walzwerk (1) auszugebenden Steuerung auf der Grundlage des ersten Werts (121) und des zweiten Werts (122), die in der ersten Speichervorrichtung bzw. in der zweiten Speichervorrichtung gespeichert sind, der Phase zur Zeit der Ausgabe der Größe der Steuerung zugeordnet; wobei eine Integralverstärkung, G₄, und im Falle der Proportional-Integration zusätzlich eine Proportionalverstärkung, G₅, mittels eines Parameters, α, eingestellt werden, der eine Phasenreserve bestimmt.