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JPH082456B2 - Dimension control method for bar and wire rod rolling - Google Patents
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JPH082456B2 - Dimension control method for bar and wire rod rolling - Google Patents

Dimension control method for bar and wire rod rolling

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Publication number
JPH082456B2
JPH082456B2 JP2104814A JP10481490A JPH082456B2 JP H082456 B2 JPH082456 B2 JP H082456B2 JP 2104814 A JP2104814 A JP 2104814A JP 10481490 A JP10481490 A JP 10481490A JP H082456 B2 JPH082456 B2 JP H082456B2
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subsystem
stands
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deviation
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晴俊 大貝
勘次 馬場
誠之 荒木
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    • B21BROLLING OF METAL
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    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/18Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、棒鋼および線材の圧延における寸法制御方
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dimensional control method in rolling a steel bar and a wire rod.

[従来の技術] 棒鋼および線材圧延における寸法制御方法の従来例と
して公知なものは次の通りである。
[Prior Art] Known examples of conventional dimension control methods for bar steel and wire rod rolling are as follows.

本発明者等の出願による特開昭62-173018号公報の技
術においては、変形,負荷,温度からなる圧延の状態方
程式を用いて、ロール回転数とロール間隙を操作量と
し、対象とする圧延機群の各スタンド間張力およびモニ
タ補償を考慮した各スタンド山側ゲージメータ計算高さ
を最適レギュレータ理論に基づき、制御偏差および状態
ベクトルのフィードバックにより制御している。
In the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-173018 filed by the inventors of the present invention, a rolling equation of state consisting of deformation, load, and temperature is used to set the roll rotational speed and roll gap as manipulated variables, and the target rolling is performed. The gauge height of each stand ridge side gauge considering the tension between each stand and monitor compensation of the machine group is controlled by feedback of control deviation and state vector based on the optimal regulator theory.

また本発明者等の出願による特開昭62-244509号公報
の技術においては、変形,負荷,温度からなる圧延の状
態方程式を用いて、ロール回転数とロール間隙を操作量
とし、対象とする圧延機群の各スタンド間ループ高さお
よびモニタ補償を考慮した各スタンド山側ゲージメータ
計算高さを最適レギュレータ理論に基づき、制御偏差お
よび状態ベクトルのフィードバックにより制御してい
る。
Further, in the technique of Japanese Patent Laid-Open No. 62-244509 filed by the present inventors, the roll rotational speed and roll gap are used as manipulated variables by using the rolling equation of state consisting of deformation, load and temperature. The height of the gauge between each stand in the rolling mill group and the calculated height of the gauge on the mountain side of each stand in consideration of monitor compensation are controlled by feedback of control deviation and state vector based on the optimal regulator theory.

上記いずれの従来技術においても、1システムの制御
系であり、圧延スタンドが多くなると、線形圧延モデル
のため、精度が低下し、制御系設計の精度が低下すると
ともに、行列の次元が増加し、オンライン計算時間が長
くなることにより、制御周期が長くなり、制御性能が低
下する。
In any of the above-mentioned conventional techniques, the number of rolling stands is one system, and when the number of rolling stands increases, the precision decreases due to the linear rolling model, the precision of the control system decreases, and the dimension of the matrix increases, As the online calculation time becomes longer, the control cycle becomes longer and the control performance deteriorates.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、棒鋼および線材の圧延において、圧延スタ
ンド数が多い場合に、1システムの制御では、制御系設
計の精度低下およびオンライン計算時間が長くなるとい
う問題を解決することを課題とする。
[Problems to be Solved by the Invention] In the present invention, in rolling steel bar and wire rod, when the number of rolling stands is large, in one system control, there is a problem that the accuracy of control system design decreases and the online calculation time becomes long. The task is to solve.

[課題を解決するための手段] 本発明は、全スタンドを数スタンド毎のサブシステム
に分割し、各々のサブシステム毎に、変形,負荷,温度
からなる圧延の状態方程式を用いて、ロール回転数とロ
ール間隙を操作量とし、サブシステム内圧延機列の各ス
タンド間張力またはループ高さおよびモニタ補償を考慮
した各スタンド出側ゲージメータ計算高さを最適レギュ
レータ理論に基づき、制御偏差および状態ベクトルフィ
ードバックの最適入力により、サブシステム内の圧延機
列におけるスタンド間張力またはループ高さおよびサブ
システム内の最下流スタンドから放出される圧延材の高
さ寸法および幅寸法を制御することにより、全スタンド
にわたる多変数制御を実施する棒鋼および線材圧延にお
ける圧延材断面寸法の制御方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention divides all stands into subsystems for every several stands, and uses a rolling state equation consisting of deformation, load, and temperature for each subsystem to perform roll rotation. The control deviation and state are based on the optimal regulator theory based on the optimal regulator theory based on the optimal regulator theory. Optimal input of vector feedback controls the overall stand-to-stand tension or loop height in the rolling mill train within the subsystem and the height and width dimensions of the rolled stock discharged from the most downstream stand in the subsystem, thus It is a method of controlling the cross-sectional dimension of a rolled material in bar steel and wire rod rolling that implements multivariable control over a stand.

即ち、本発明者等が特開昭62-173018号公報および特
開昭62-244509号公報で開示した、最適レギュレータ理
論に基づく各スタンド間張力またはループ高さおよびモ
ニタ補償を考慮した各スタンド出側ゲージメータ計算高
さを制御する方法において、スタンド数が数スタンド程
度以上の多数の場合、1システムの制御系では、制御性
能が劣化する問題があるが、全スタンドを数スタンド毎
のサブシステムに分割し、各々のサブシステム毎にサブ
システム内の張力またはループ高さおよび隣接サブシス
テムの隣接張力またはループ高さを用いた、サブシステ
ム内の多変数制御を実施して、上記問題点を解決するよ
うにしたものである。
That is, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. Sho 62-173018 and Sho 62-244509, each stand stand-out based on the optimum regulator theory or the stand height in consideration of loop height and monitor compensation. In the method of controlling the side gauge meter calculation height, when the number of stands is several or more, there is a problem that the control performance deteriorates in the control system of one system. The above problem is solved by performing multi-variable control in the subsystem using the tension or loop height in the subsystem and the adjacent tension or loop height in the adjacent subsystem for each subsystem. It is a solution.

[作用] 本発明においては、数スタンド以上の連続圧延の場
合、数スタンド毎にサブシステムに分割して、サブシス
テム毎に多変数制御系を構成し、サブシステム間の張力
またはループ高さは上流スタンドのサブシステムで制御
するため、制御系設計が高精度で、オンライン計算時間
が短く、制御性能が良好な制御系が比較的容易に設計可
能である。
[Operation] In the present invention, in the case of continuous rolling of several or more stands, it is divided into subsystems every several stands, and a multivariable control system is configured for each subsystem. Since it is controlled by the subsystem of the upstream stand, the control system design is highly accurate, the online calculation time is short, and the control system with good control performance can be designed relatively easily.

[実施例] 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。ここでは、
棒鋼ミル粗列ループレス6スタンドを例に、1システム
で実施した場合および上流2スタンドと下流4スタンド
の2つのサブシステムに分割した場合について説明す
る。
[Examples] Examples of the present invention will be described in detail below. here,
A bar steel mill coarse row loopless 6 stand will be described as an example when it is carried out in one system and when it is divided into two subsystems of 2 stands upstream and 4 stands downstream.

まず、2つのサブシステムに分割した場合のロール回
転数のみを操作量とした張力制御の制御系設計について
説明する。記号の一覧を次の第1表に示す。
First, the control system design of the tension control in which the operation amount is only the roll rotation number when the system is divided into two subsystems will be described. A list of symbols is shown in Table 1 below.

この例では、ミル駆動系動特性として、ロール間隙制御
系を一次おくれ系で近似し、ロール回転数制御系を二次
系で近似する。
In this example, as the mill drive system dynamic characteristics, the roll gap control system is approximated by a primary delay system, and the roll speed control system is approximated by a secondary system.

また、各々のサブシステム毎に、非線形圧延モデル
を、第2表に示す基準状態のまわりで線形化及び無次元
化して状態空間モデル表示し、さらに制御周期Δtで離
散化すると次の状態方程式を得る。ここで、Δxはパス
スケジュール値x0よりの変動とし、 Δx*≡Δx/x0と定義する(但し、 ΔS*≡Δs/h,Δtf*≡Δtf/kfm)。また、Δ*はゲー
ジメータ計算におけるロックオン値ΔxL*からの偏差と
する。
Further, for each subsystem, the nonlinear rolling model is linearized and dimensionlessized around the reference state shown in Table 2 and displayed as a state space model, and further discretized with the control period Δt, the following state equation is obtained. obtain. Here, Δx is defined as a variation from the path schedule value x 0 and is defined as Δx * ≡Δx / x 0 (where ΔS * ≡Δs / h, Δtf * ≡Δtf / kfm). Also, Δ * is the deviation from the lock-on value ΔxL * in the gauge meter calculation.

すなわち、各々のサブシステム毎に、状態ベルトルxを xk=(Δik*,Δtfjk*,ΔNik*,Δik*T ……
(1) (上付き添字Tは転置行列を意味する) 出力を yk=(Δik*,Δtfjk*T ……(2) 入力を uk=(ΔNref,ik*T ……(3) 外乱を wk=(ΔTmik*,ΔHik*,ΔBik*T ……(4) k=1,2(k:サブシステムNo.) サブシステム数=2 ik:No.kサブシステムに含まれるスタンドNo., k=1ならik=1,2 k=2ならik=3,4,5,6 jk:No.kサブシステムに含まれるスタンドNo.+ No.(k−1)サブシステムの最下流スタンドNo.+ No.(k+1)サブシステムの最上流スタンドNo., (k=1のときNo.(k−1)サブシステムは存在し
ない, k=mのときNo.(k+1)サブシステムは存在しな
い) k=1ならjk=1,2,3 k=2ならjk=2,3,4,5,6 nk:No.kサブシステムに含まれるスタンド数 k=1ならnk=2 k=2ならnk=4 とするとき、 圧延の状態方程式 xk(j+1)=Ak xk(j)+Bk uk(j) ……(5) yk(j)=Ck xk(j) ……(6) j:サンプル番号(整数) を用いて、評価関数 (ここでQ,Rは重み行列) を最小にするような制御偏差および状態ベクトルフィー
ドバックの制御入力を求める。
That is, for each subsystem, the state belt x is expressed as xk = (Δik * , Δtfjk * , ΔNik * , Δik * ) T.
(1) (The superscript T means transposed matrix) yk = (Δik * , Δtfjk * ) T …… (2) Input uk = (ΔNref, ik * ) T …… (3) Disturbance wk = (ΔTmik * , ΔHik * , ΔBik * ) T …… (4) k = 1,2 (k: Subsystem No.) Number of subsystems = 2 ik: Stand No. included in the subsystem. If k = 1, ik = 1,2 If k = 2, ik = 3,4,5,6 jk: No.k Stand No. + No. (k-1) Downstream stand No. of subsystem . + No. (k + 1) subsystem's most upstream stand No., (No. (k-1) subsystem does not exist when k = 1, No. (k + 1) subsystem does not exist when k = m) ) If k = 1, jk = 1,2,3 If k = 2, jk = 2,3,4,5,6 nk: No.k Number of stands included in the subsystem If k = 1, nk = 2 If k = 2 When nk = 4, rolling equation of state xk (j + 1) = Ak xk (j) Bk uk (j) ...... (5) yk (j) = Ck xk (j) ...... (6) j: using a sample number (integer), the evaluation function (Here, Q and R are weighting matrices) Find the control input of the control deviation and state vector feedback that minimizes.

制御入力uK(k)は u(k)=−F1K(k−1)−F2〔eK(k)−eK
(k−1)〕−F3〔xsK(k)−xsK(k−1)〕+uK
(k−1) ……(8) で与えられる。ここで、制御偏差eK、部分状態xsKおよ
び入力uKの一階差分vKは eK(k)=rK(k)−yK(k) ……(9) (rK(k)≡0:目標値) xsK(k)=(ΔNik*,Δik*T ……(10) vK(k)=uK(k)−uK(k−1) ……(11) で定義され、最適ゲイン行列 は、次のリカッチ方程式より求まる。
The control input u K (k) is u (k) = − F 1 e K (k−1) −F 2 [e K (k) −e K
(K-1)] - F 3 [xs K (k) -xs K ( k-1) ] + u K
(K-1) is given by (8). Here, the control deviation e K, first floor difference partial state xs K and input u K v K is e K (k) = r K (k) -y K (k) ...... (9) (r K (k ) ≡ 0: Target value) xs K (k) = (ΔNik * , Δik * ) T ... (10) v K (k) = u K (k) -u K (k-1) ... (11) The optimal gain matrix defined by Is calculated from the following Riccati equation.

F=(R+GTPG)-1TPΦ ……(12) PΦTPΦ−ΦTPG(R+GTPG)GTPΦ+HTQH……(1
3) 但し、行列Φ,G及びHはシステム(5),(6)式のエ
ラーシステム XK(k+1)=ΦXK(k)+GvK(k) ……(14) eK(k)=HXK(k) ……(15) XK(k)=〔▲eT K▼(k−1),▲eT K▼(k)−
▲eT K▼(k−1),x▲sT K▼(k)−x▲sT K▼(k
−1)〕T ……(16) の係数行列であり、行列A〜Cより求められる。なおこ
こでは離散時間系の最適制御系を導出したが、圧延の状
態方程式((5),(6)式)を連続時間系で与えれ
ば、同様の方法で連続時間系の最適制御系を構成でき
る。
F = (R + G T PG) −1 G T PΦ …… (12) PΦ T PΦ−Φ T PG (R + G T PG) G T PΦ + H T QH …… (1
3) However, the matrices Φ, G, and H are error systems of the systems (5) and (6). X K (k + 1) = Φ X K (k) + Gv K (k) (14) e K (k) = HX K (k) ...... (15 ) X K (k) = [▲ e T K ▼ (k- 1), ▲ e T K ▼ (k) -
▲ e T K ▼ (k- 1), x ▲ s T K ▼ (k) -x ▲ s T K ▼ (k
−1)] T is a coefficient matrix of (16) and is obtained from matrices A to C. Although the optimum control system of the discrete time system was derived here, if the state equation of rolling (Equations (5) and (6)) is given in the continuous time system, the optimum control system of the continuous time system is constructed by the same method. it can.

この最適制御則を適用することにより、線材および棒
鋼圧延に対する第1図に示すような最適制御系を構成す
る。第1図は、多スタンドミルにおける粗列6スタンド
の中、No.1,2スタンドをNo.1サブシステム、No.3,4,5,6
スタンドをNo.2サブシステムとした場合の張力制御の実
施例である。制御用計算機8は、張力Δtfj*,ロール回
転数ΔNj*とその微分値Δj,ロール間隙Δi*,圧延
荷重Δi*をサンプルし、(8)式で与えられる最適
制御入力uK(k)を計算しロール回転数設定値ΔNref,
ik*を、(12),(13)式の重みQ,Rはシュミレーション
を繰り返すことにより決定した。
By applying this optimal control law, an optimal control system as shown in FIG. 1 for wire rod and bar steel rolling is constructed. Fig. 1 shows No. 1 and 2 stands among 6 coarse row stands in a multi-stand mill, No. 1 subsystem, No. 3, 4, 5 and 6.
It is an example of tension control when the stand is the No. 2 subsystem. The control computer 8 samples the tension Δtfj * , the roll rotational speed ΔNj * and its derivative Δj, the roll gap Δi * , and the rolling load Δi *, and determines the optimum control input u K (k) given by the equation (8). Calculated roll speed setting value ΔNref,
The ik *, (12), the weights Q, R of formula (13) was determined by repeating the simulation.

粗列6スタンドミルでNo.1スタンド入側材料平均温
度,入側高さ,入側幅がΔTm1=−25℃,ΔH1 *=ΔB1
*=0.007だけステップ状に、またはサイン状に変化した
場合について検討した。
No.1 stand in the coarse row 6-stand mill The average temperature of the material on the inlet side, the height of the inlet side, and the width of the inlet side are ΔTm 1 = -25 ° C, ΔH 1 * = ΔB 1
We examined the case where the change was * = 0.007 in steps or signs.

制御なしのステップ応答を第2図,第3図及び第4図
に示す。即ち、第2図〜第4図は入側材料平均温度,入
側材料高さ,入側材料幅の変化ΔTm1=−25℃,ΔH1 *
=ΔB1 *=0.007による制御なしのときの各スタンド山
側における圧延材断面の高さΔhi*,山側における圧延
材幅Δbi*,張力Δtfj*のステップ応答を例示したもの
である。ここで、素材温度および寸法変動がNo.1スタン
ドに到達したときを時刻t=2秒とする。
The step response without control is shown in FIGS. 2, 3 and 4. That is, FIGS. 2 to 4 show changes in the average temperature of the inlet material, the height of the inlet material, and the width of the inlet material ΔTm 1 = −25 ° C., ΔH 1 *
= ΔB 1 * = 0.007, the step response of the height Δhi * of the cross section of the rolled material on the mountain side of each stand, the width Δbi * of the rolled material on the mountain side, and the tension Δtfj * is illustrated. Here, it is assumed that the time t = 2 seconds when the material temperature and the dimensional variation reach the No. 1 stand.

制御ありで、1システムの場合および2サブシステム
に分割した場合のステップ応答を各々第5図〜第8図な
らびに第9図〜第12図に示す。第5図〜第12図は、制御
あり(張力制御)の場合のΔTm1=−25℃,ΔH1 *=Δ
1 *=0.007による山側高さΔhi*,山側幅Δbi*,張力
Δtfj*,ロール回転数ΔNj*のステップ応答を例示した
ものである。張力および山側高さ,山側幅が制御されて
いることが分かる。
Step responses in the case of one system and in the case of being divided into two subsystems with control are shown in FIGS. 5 to 8 and 9 to 12, respectively. 5 to 12 show ΔTm 1 = −25 ° C. and ΔH 1 * = Δ when control is performed (tension control).
The step response of the mountain side height Δhi * , the mountain side width Δbi * , the tension Δtfj * , and the roll rotational speed ΔNj * according to B 1 * = 0.007 is illustrated. It can be seen that the tension, peak height, and peak width are controlled.

次に、ΔTm1=−25℃,ΔH1 *=ΔB1 *=0.007,周期
2.6秒のサイクル外乱が印加されている場合を考える。
第13図〜第15図は、制御なしの場合の山側高さΔhi*
山川幅Δbi*,張力Δtfj*の応答を例示したものであ
る。ここで、No.1スタンドに材料先端が到達した時刻を
t=2.0秒としている。
Next, ΔTm 1 = -25 ° C, ΔH 1 * = ΔB 1 * = 0.007, period
Consider the case where a cycle disturbance of 2.6 seconds is applied.
Figures 13 to 15 show the peak-side height Δhi * , without control.
This is an example of the response of Yamakawa width Δbi * and tension Δtfj * . Here, the time when the tip of the material reaches the No. 1 stand is t = 2.0 seconds.

第16〜23図は、制御あり(張力制御)で、1システム
の場合(第16〜19図)および2サブシステムに分割した
場合(第20〜23図)の山側高さΔhi*,山側幅Δbi*,張
力Δtfj*の応答を例示したものである。
Figures 16 to 23 show the mountain side height Δhi * and the mountain side width with control (tension control) for one system (Figs. 16 to 19) and when divided into two subsystems (Figs. 20 to 23). This is an example of the response of Δbi * and tension Δtfj * .

なおこの実施例では、対象スタンドが6スタンドと少
ないため、全体を1システムで制御した場合も良好な制
御性能が得られた。
In this example, the number of target stands was as small as 6, so that good control performance was obtained even when the whole system was controlled by one system.

なお上記実施例では、ルーパレス連続圧延について示
したが、スタンド間にルーパがある場合についても、ル
ーパ高さと圧延材張力の関係式を用いて状態方程式を構
成すれば、上記実施例と同様の方法で寸法制御ができ
る。
In the above example, the looperless continuous rolling was shown, but even when there is a looper between the stands, if the state equation is configured using the relational expression between the looper height and the rolled material tension, the same method as in the above example is used. You can control the dimensions with.

[効果] 以上説明したように、本発明によれば、サブシステム
に分割して最適レギュレータ制御を行なうので、以下に
示すような効果が得られる。
[Effects] As described above, according to the present invention, since the optimal regulator control is performed by dividing the subsystems, the following effects can be obtained.

(1)張力制御および各スタンド山側ゲージメータ計算
高さ制御は、整定時間が短く、オフセットを零に制御可
能である。
(1) The tension control and the height control of each stand mountain side gauge meter can settling time is short and the offset can be controlled to zero.

(2)仕上スタンド山側高さ及び山側幅はオフセットを
零に制御可能である。
(2) The offset of the finishing stand mountain side height and mountain side width can be controlled to zero.

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

第1図は本発明を実施する装置の構成を示すブロック図
である。 第2図,第3図及び第4図は、制御なしの場合の山側高
さΔhi*,山側幅Δbi*,張力Δtfj*のステップ応答の例
を示すグラフである。 第5図,第6図,第7図,第8図,第9図,第10図,第
11図及び第12図は、制御ありの場合の山側高さΔhi*
山側幅Δbi*,張力Δtfj*,ロール回転数ΔNj*のステッ
プ応答の例を示すグラフである。 第13図,第14図及び第15図は、サイン外乱の場合で制御
なしの場合の山側高さΔhi*,山側幅Δbi*,張力Δtfj*
の応答の例を示すグラフである。 第16図,第17図,第18図及び第19図は、1システムの構
成における制御ありの場合の山側高さΔhi*,山側幅Δb
i*,張力Δtfj*,ロール回転数ΔNj*を示すグラフ、第2
0図,第21図,第22図及び第23図は、2サブシステムの
構成における制御ありの場合の山側高さΔhi*,山側幅
Δbi*,張力Δtfj*,ロール回転数ΔNj*の例を示すグラ
フである。 1,3,5:水平ロール 2,4,6:垂直ロール 7:材料 8:制御用計算機 9,10:サブシステム分割スタンド 11,12:計算機用サブシステム
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the present invention. FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 are graphs showing examples of the step response of the peak-side height Δhi * , the peak-side width Δbi * , and the tension Δtfj * when there is no control. 5, 6, 6, 7, 8, 9, 10 and
Fig. 11 and Fig. 12 show the peak-side height Δhi * with control ,
It is a graph which shows the example of the step response of mountain side width (DELTA ) bi * , tension (DELTA ) tfj * , and roll speed (DELTA ) Nj * . Figures 13, 14, and 15 show the peak-side height Δhi * , the peak-side width Δbi * , and the tension Δtfj * in the case of sine disturbance without control .
5 is a graph showing an example of the response of FIG. FIGS. 16, 17, 18, and 19 show the peak-side height Δhi * and the peak-side width Δb in the case of control in one system configuration.
Graph showing i * , tension Δtfj * , roll speed ΔNj * , second
0 Figure, Figure 21, Figure 22 and Figure 23, the mountain side height of the controlled case in the second sub-system configuration .DELTA.hi *, mountain width Derutabi *, tension Derutatfj *, an example of a roll rotation speed DerutaNj * It is a graph shown. 1,3,5: Horizontal rolls 2,4,6: Vertical rolls 7: Material 8: Control computer 9,10: Sub-system division stand 11, 12: Computer subsystem

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 誠之 福岡県北九州市八幡東区枝光1―1―1 新日本製鐵株式會社第3技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−71512(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayuki Araki 1-1-1 Edamitsu, Yawatahigashi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka (3) Technical Research Laboratory, Nippon Steel & Co., Ltd. (56) Reference JP-A 64-71512 ( JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧延機列による線材及び棒鋼の連続圧延に
おいて、圧延機列を構成する各スタンドにおけるロール
間隙の偏差 をSi*,i=1,2,・・・,n 圧延材の前方張力の偏差 をΔtj*,j=1,2,・・・,n−1 ロール回転数の偏差 〔(実測値Ni)/(基準値No,i)−1〕とその微分量を
ΔNi*,Δi*,i=1,2,・・・,n 圧延荷重の偏差 〔(実測荷重Pi)/(基準値Po,i)−1〕 をΔPi*,i=1,2,・・・,n 出側での圧延材断面高さの偏差 〔(実測値hi)/(基準値ho,i)−1〕 をΔhi*,i=1,2,・・・,n 〔ただし、実測値hiはゲージメータ式 hi=Hcal,i+Si+αiPi/Mi (Hcal,i:カリバー深さ,Si:ロール間隙, αi:スケールファクタ,Pi:荷重, Mi:ミル剛性)で与えられる〕, ロール間隙,圧延荷重,圧延材断面高さのロックオン値
をそれぞれSL,i,PL,i,hL,i、その偏差をそれぞれΔSL*,
i,ΔPL*,i,ΔhL*,i(ΔSL*,i=(SL,i−So,i)/ho,i, ΔPL*,i=(PL,i−Po,i)/Po,i, ΔhL*,i=(hL,i−ho,i)/ho,i, hL,i=H cal,i+SL,i+αiPL,i/Mi)とし、スタンド出
側における圧延材断面高さの偏差Δh*iと、出側にお
ける圧延材断面高さのロックオン値の偏差ΔhL*,iの隔
たりにモニタ補償量Δh*M,iを加えた量Δ*iを Δ*i=Δi*+αiΔi*/M*i+ΔhM*,i,i=1,
2,・・・,n (ただしΔi*=ΔSi*−ΔSL*,i, Δi*=ΔPi*−ΔPL*,i, ΔMi*=ho,i Mi/Po,i、でありモニタ補償量ΔhM*,iは、
スタンド出側に設けられた圧延材断面寸法計による圧延
材断面高さ、幅寸法の偏差の実測値から各スタンドでの
圧下量が仕上スタンド出側における圧延材断面寸法の高
さ,幅寸法におよぼす影響係数に基づき,各スタンドに
配分し積分して得られる) 各スタンドの入側における材料の平均温度,圧延材断面
高さ寸法,幅寸法それぞれの偏差 [(実測値)/(基準値)−1]を ΔTmi*,ΔHi*,ΔBi*,i=1,2,・・・・,n 圧延材のループ高さの偏差[(実測値)/(基準値)−
1]をyhj*〔j=1,2,・・・・,n−1,(n:対象とする圧延機
列における全スタンド数)〕とするとき、 全スタンドを数スタンド毎のサブシステムに分割し、各
々のサブシステム毎に状態ベクトルxを、 (a)スタンド間にループがないときは xk=(Δik*,Δtfjk*,ΔNik*,Δik*T (上付き添字Tは転置行列を意味する) (b)スタンド間にループがあるときは xk=(Δik*,Δyhjk*,ΔNik*,Δik*T とし、出力を (a)スタンド間にループがないときは yk=(Δik*,Δtfjk*T (b)スタンド間にループがないときは yk=(Δik*,Δyhjk*T とし、入力をuk=(Δref,ik*,ΔNref,ik*T、外乱
をwk=(ΔTmik*,ΔHik*,ΔBik*T、k=1,2,・・・・,m 〔k:サブシステムNo.,m:サブシステム数, ik:No.kサブシステムに含まれるスタンドNo., jk:No.kサブシステムに含まれるスタンドNo.+ No.(k−1)サブシステムの最下流スタンドNo.+ No.(k+1)サブシステムの最上流スタンドNo., k=1のときNo.(k−1)サブシステムは存在しな
い, k=mのときNo.(k+1)サブシステムは存在しな
い, nk:No.kサブシステムに含まれるスタンド数〕 とするとき、 圧延の状態方程式 xk(j+1)=Ak xk(j)+Bk uk(j) yk(j)=Ck xk(j) j:サンプル番号(整数) を用い、 制御入力uk=(Δref,lk*,ΔNref,ik*Tにおけるス
タンド番号lkがlk=0,n(k−1)〜nkの範囲内で任意
の組合せをとれる条件において、lk=0のとき、ロール
間隙を操作量から除外し、評価関数 〔ここでQ,Rは重み行列, ek(j)=rk(j)−yk(j)=−yk(j), (rk(j)=0は目標値) vk(j)=uk(j)−uk(j−1)〕 を最小にするような制御偏差および状態ベクトルフィー
ドバックの最適入力により、サブシステム内の圧延機列
におけるスタンド間張力またはループ高さおよびサブシ
ステム内の最下流スタンド(No.kサブシステムではNo.n
kスタンド)から放出される圧延材の高さ寸法および幅
寸法を制御することにより、全スタンドにわたる多変数
制御を実施することを特徴とする、棒鋼および線材圧延
における寸法制御方法。
1. A roll gap deviation in each stand constituting the rolling mill train during continuous rolling of a wire rod and a steel bar by the rolling mill train. Is Si * , i = 1,2, ..., n Deviation of forward tension of rolled material Δtj * , j = 1,2, ..., n−1 Roll rotation speed deviation [(measured value Ni) / (reference value No, i) -1] and its differential amount are ΔNi * , Δi * , i = 1,2, ..., n Rolling load deviation [(actual load Pi) / (reference value Po, i) -1] is ΔPi * , i = 1,2, ..., n Of the height of the cross section of the rolled material [(measured value hi) / (reference value ho, i) -1] is Δhi * , i = 1,2, ..., n [where the measured value hi is the gauge meter type hi = Hcal, i + Si + αiPi / Mi (Hcal, i: Caliber depth, Si: Roll gap, αi: Scale factor, Pi: Load, Mi: Mill rigidity)], Roll gap, Rolling load, Rolled section height The lock-on values are SL, i, PL, i, hL, i, and their deviations are ΔSL * ,
i, ΔPL * , i, ΔhL * , i (ΔSL * , i = (SL, i−So, i) / ho, i, ΔPL * , i = (PL, i−Po, i) / Po, i, ΔhL * , i = (hL, i−ho, i) / ho, i, hL, i = H cal, i + SL, i + αiPL, i / Mi), and the deviation Δh * i And the deviation ΔhL * , i of the lock-on value of the cross-section height of the rolled material on the exit side, plus the monitor compensation amount Δh * M, i, Δ * i is Δ * i = Δi * + αiΔi * / M * i + ΔhM * , i, i = 1,
2, ・ ・ ・, n (where Δi * = ΔSi * −ΔSL * , i, Δi * = ΔPi * −ΔPL * , i, ΔMi * = ho, i Mi / Po, i, and monitor compensation amount ΔhM * , i is
From the measured values of the deviations of the height and width dimensions of the rolled material measured by the rolled material cross-sectional dimension meter provided on the stand exit side, the amount of reduction at each stand is determined by the height and width dimensions of the rolled material cross section at the finish stand exit side. Based on the influence coefficient, it is distributed to each stand and obtained by integration.) Average temperature of the material on the entrance side of each stand, deviation of the height dimension and width dimension of the rolled material cross section [(measured value) / (reference value) −1] is ΔTmi * , ΔHi * , ΔBi * , i = 1,2, ..., n Deviation of loop height of rolled material [(measured value) / (reference value)-
1] is yhj * [j = 1,2, ..., n−1, (n: the total number of stands in the target rolling mill train)], all stands can be converted into subsystems of several stands. The state vector x is divided for each subsystem, and (a) when there is no loop between stands, xk = (Δik * , Δtfjk * , ΔNik * , Δik * ) T (The superscript T is the transposed matrix. (B) When there is a loop between stands, xk = (Δik * , Δyhjk * , ΔNik * , Δik * ) T, and when there is no loop between (a) stands, yk = (Δik * , Δtfjk * ) T (b) When there is no loop between stands, yk = (Δik * , Δyhjk * ) T , input uk = (Δref, ik * , ΔNref, ik * ) T , and disturbance wk = ( ΔTmik * , ΔHik * , ΔBik * ) T , k = 1,2, ..., m [k: Subsystem No., m: Number of subsystems, ik: Stand No. included in No.k subsystem. , jk: No.k sub Stand No. + No. (k-1) included in the system Downstream of stand No. + No. (k + 1) Uppermost stand No. of subsystem, No. (k-1) when k = 1 Subsystem does not exist, No. (k + 1) subsystem does not exist when k = m, nk: No.k number of stands included in the subsystem], and the rolling state equation xk (j + 1) = Ak xk (J) + Bk uk (j) yk (j) = Ck xk (j) j: Using the sample number (integer), the control input uk = (Δref, lk * , ΔNref, ik * ) T has the stand number lk at lk. = 0, n (k-1) to nk, under the condition that any combination can be taken, when lk = 0, the roll gap is excluded from the manipulated variable, and the evaluation function [Where Q and R are weighting matrices, ek (j) = rk (j) −yk (j) = − yk (j), (rk (j) = 0 is the target value) vk (j) = uk (j ) −uk (j−1)] by optimal input of control deviation and state vector feedback to minimize inter-stand tension or loop height in the rolling mill train in the subsystem and the most downstream stand in the subsystem ( No.n in No.k subsystem
A dimension control method in bar and wire rod rolling, characterized in that multi-variable control is performed over all stands by controlling the height dimension and width dimension of the rolled material discharged from the k-stand).
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