特許 7197027 圧延制御システムおよび圧延制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】圧延制御システムおよび圧延制御方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 37/20 20060101AFI20221220BHJP

   B21B 37/18 20060101ALI20221220BHJP

   B21B 37/46 20060101ALI20221220BHJP

   B21B 37/48 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

B21B37/20 Z

B21B37/18 130A

B21B37/46 111

B21B37/48 D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021571111

(86)(22)【出願日】2020-01-15

(86)【国際出願番号】 JP2020001065

(87)【国際公開番号】W WO2021144882

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2021-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橘 稔

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１１２６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２１５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１９７７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９３８２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｂ ３７／００－３７／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧延スタンドと、
前記圧延スタンドの入側における被圧延材の速度を制御操作端とする速度制御と、前記圧延スタンドのロールギャップを制御操作端とするロールギャップ制御と、を行う圧延制御装置と、
を備える圧延制御システムにおいて、
前記圧延制御装置は、
前記圧延スタンドの出側における前記被圧延材の板厚を制御するための前記ロールギャップ制御であるロールギャップ－板厚制御を行う第１板厚制御部と、
前記板厚を制御するための前記速度制御である速度－板厚制御を行う第２板厚制御部と、
前記圧延スタンドの入側における被圧延材の張力を制御するための前記速度制御である速度－張力制御を行う第１張力制御部と、
前記張力を制御するための前記ロールギャップ制御であるロールギャップ－張力制御を行う第２張力制御部と、
圧延速度が境界値未満の場合は前記速度－張力制御および前記ロールギャップ－板厚制御を選択し、前記圧延速度が前記境界値以上の場合は前記ロールギャップ－張力制御および前記速度－板厚制御を選択する制御選択部と、
を備え、
前記制御選択部は、更に、前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記圧延速度の越境時における前記速度－板厚制御での速度制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されないように、当該速度修正量をゼロに設定して前記第２板厚制御部に出力し、
前記制御選択部は、更に、前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記越境時における前記ロールギャップ－張力制御でのロールギャップ制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されるように、当該速度修正量に応じたロールギャップ修正量を計算して前記第２張力制御部に出力する
ことを特徴とする圧延制御システム。

【請求項2】

前記制御選択部は、
前記第１張力制御部から出力された前記速度－張力制御での速度修正量を格納するホールド回路と、
前記圧延速度が前記境界値以上の場合にトリガ信号を出力するトリガ回路と、
前記トリガ信号が出力された場合、前記トリガ信号の出力のタイミングにおける前記速度－張力制御での速度修正量に基づいて、前記ロールギャップ修正量を計算するランプ回路と、
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の圧延制御システム。

【請求項3】

圧延速度を制御操作端とする速度制御と、圧延スタンドのロールギャップを制御操作端とするロールギャップ制御と、を行う圧延制御方法において、
前記ロールギャップ制御は、前記圧延スタンドの出側における被圧延材の板厚を制御するための前記ロールギャップ制御であるロールギャップ－板厚制御と、前記圧延スタンドの入側における前記被圧延材の張力を制御するための前記ロールギャップ制御であるロールギャップ－張力制御と、を含み、
前記速度制御は、前記張力を制御するための前記速度制御である速度－張力制御と、前記板厚を制御するための前記速度制御である速度－板厚制御と、を含み、
前記圧延制御方法が、更に、
前記被圧延材の圧延速度が境界値未満の場合、前記速度－張力制御および前記ロールギャップ－板厚制御を選択し、
前記圧延速度が前記境界値以上の場合、前記ロールギャップ－張力制御および前記速度－板厚制御を選択し、
前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記圧延速度の越境時における前記速度－板厚制御での速度制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されないように、当該速度修正量をゼロに設定し、
前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記越境時における前記ロールギャップ－張力制御でのロールギャップ制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されるように、当該速度修正量に応じたロールギャップ修正量を計算する
ことを特徴とする圧延制御方法。

【請求項4】

前記圧延制御方法が、更に、
前記速度－張力制御での速度修正量を格納し、
前記圧延速度が前記境界値以上の場合にトリガ信号を出力し、
前記ロールギャップ修正量の計算が、前記トリガ信号が出力された場合における前記トリガ信号の出力のタイミングにおける前記速度－張力制御での速度修正量に基づいて行われる
ことを特徴とする請求項３に記載の圧延制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧延制御システムおよび圧延制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧延操業では、被圧延材の加工に関する実測値が目標値になるように各種の圧延制御が行われる。圧延制御としては、被圧延材の板厚を所望の板厚にするため、製品品質に影響する圧延機の出側における板厚を一定に保ついわゆる自動板厚制御（以下、「ＡＧＣ」とも称す。）が例示される。圧延制御としては、また、製品品質の維持と操業安定性の確保のために、圧延機の入側と出側において被圧延材にかかる張力を一定に保ついわゆる自動張力制御（以下、「ＡＴＲ」とも称す。）が例示される。

【0003】

日本特開２０１６－９３８２８号公報は、被圧延材の圧延速度に応じてＡＧＣとＡＴＲが切り替えられる圧延制御システムを開示する。この従来のシステムは、圧延速度が遅いときには第１の制御方法を選択し、圧延速度が速いときには第２の制御方法を選択する。第１の制御方法では、圧延機の入側張力が目標値となるように被圧延材の速度が制御されるＡＴＲと、出側板厚が目標値となるように圧延機のロールギャップが制御されるＡＧＣと、が行われる。第２の制御方法では、入側張力が目標値となるようにロールギャップが制御されるＡＴＲと、出側板厚が目標値となるように被圧延材の速度が制御されるＡＧＣと、が行われる。

【0004】

従来のシステムでは、第１の制御方法から第２の制御方法への切り替えの際に、切り替え前のＡＴＲにおける入側張力と目標値との偏差が調整される。具体的に、入側張力偏差が所定範囲内の場合、入側張力偏差がゼロに変更される。入側張力偏差が所定範囲外の場合、入側張力偏差から所定値を差し引いた値に入側張力偏差が変更される。これにより、入側張力偏差の調整が行われない場合に比べて、切り替え後のＡＧＣの制御量が過多になるのを抑えることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本特開２０１６－９３８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、従来のシステムでは、圧延速度の上昇に伴う制御方法の切り替えの際に、入側張力偏差が調整される。ただし、入側張力偏差の調整が行われたとしても、調整後の入側張力偏差は、切り替え後のＡＧＣの制御量の計算に用いられることになる。そのため、切り替え直前の入側張力偏差が所定範囲を大きく外れる場合に、切り替え後のＡＧＣの制御量が上限制約に抵触するおそれがある。そうすると、切り替え後のＡＧＣの継続に支障をきたすおそれがある。

【0007】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、圧延速度の上昇に伴ってＡＴＲからＡＧＣへの切り替えが行われる場合に、切り替え後のＡＧＣの継続が困難となる状況を回避することのできる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の発明は、上述の目的を達成するための圧延制御システムであり、次の特徴を有する。
前記圧延制御システムは、圧延スタンドと、圧延制御装置とを備える。
前記圧延制御装置は、前記圧延スタンドの入側における被圧延材の速度を制御操作端とする速度制御と、前記圧延スタンドのロールギャップを制御操作端とするロールギャップ制御と、を行う。
前記圧延制御装置は、第１板厚制御部と、第２板厚制御部と、第１張力制御部と、第２張力制御部と、制御選択部と、を備える。
前記第１板厚制御部は、前記圧延スタンドの出側における前記被圧延材の板厚を制御するための前記ロールギャップ制御であるロールギャップ－板厚制御を行う。
前記第２板厚制御部は、前記板厚を制御するための前記速度制御である速度－板厚制御を行う。
前記第１張力制御部は、前記圧延スタンドの入側における被圧延材の張力を制御するための前記速度制御である速度－張力制御を行う。
前記第２張力制御部は、前記張力を制御するための前記ロールギャップ制御であるロールギャップ－張力制御を行う。
前記制御選択部は、圧延速度が境界値未満の場合は前記速度－張力制御および前記ロールギャップ－板厚制御を選択し、前記圧延速度が前記境界値以上の場合は前記ロールギャップ－張力制御および前記速度－板厚制御を選択する。
前記制御選択部は、更に、前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記圧延速度の越境時における前記速度－板厚制御での速度制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されないように、当該速度修正量をゼロに設定して前記第２速度制御部に出力する。
前記制御選択部は、更に、前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記越境時における前記ロールギャップ－張力制御でのロールギャップ制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されるように、当該速度修正量に応じたロールギャップ修正量を計算して前記第２張力制御部に出力する。

【0009】

第２の発明は、第１の発明において更に次の特徴を有する。
前記制御選択部は、前記第１張力制御部から出力された前記速度－張力制御での速度修正量を格納するホールド回路と、前記圧延速度が前記境界値以上の場合にトリガ信号を出力するトリガ回路と、前記トリガ信号が出力された場合、前記トリガ信号の出力のタイミングにおける前記速度－張力制御での速度修正量に基づいて、前記ロールギャップ修正量を計算するランプ回路と、を含む。

【0010】

第３の発明は、上述の目的を達成するための圧延制御方法であり、次の特徴を有する。
前記圧延制御方法は、圧延速度を制御操作端とする速度制御と、圧延スタンドのロールギャップを制御操作端とするロールギャップ制御と、を行う方法である。
前記ロールギャップ制御は、ロールギャップ－板厚制御と、ロールギャップ－張力制御と、を含む。前記ロールギャップ－板厚制御は、前記圧延スタンドの出側における被圧延材の板厚を制御するための前記ロールギャップ制御である。前記ロールギャップ－張力制御は、前記圧延スタンドの入側における前記被圧延材の張力を制御するための前記ロールギャップ制御である。
前記速度制御は、速度－張力制御と、速度－板厚制御と、を含む。前記速度－張力制御は、前記張力を制御するための前記速度制御である。前記速度－板厚制御は、前記板厚を制御するための前記速度制御である。
前記圧延制御方法は、更に、
前記被圧延材の圧延速度が境界値未満の場合、前記速度－張力制御および前記ロールギャップ－板厚制御を選択し、
前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値以上の場合、前記ロールギャップ－張力制御および前記速度－板厚制御を選択し、
前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記圧延速度の越境時における前記速度－板厚制御での速度制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されないように、当該速度修正量をゼロに設定し、
前記圧延スタンドの起動時において前記圧延速度が前記境界値を越えて上昇する場合、前記越境時における前記ロールギャップ－張力制御でのロールギャップ制御量の計算に前記越境前における前記速度－張力制御での速度修正量が反映されるように、当該速度修正量に応じたロールギャップ修正量を計算する。

【0011】

第４の発明は、第３の発明において更に次の特徴を有する。
前記圧延制御方法は、更に、前記速度－張力制御での速度修正量を格納し、前記圧延速度が前記境界値以上の場合にトリガ信号を出力する。
前記ロールギャップ修正量の計算は、前記トリガ信号が出力された場合における前記トリガ信号の出力のタイミングにおける前記速度－張力制御での速度修正量に基づいて行われる。

【発明の効果】

【0012】

第１または３の発明によれば、圧延スタンドの起動時において圧延速度が境界値を越えて上昇する場合、圧延速度の越境時における速度－板厚制御での速度制御量の計算に越境前における速度－張力制御での速度修正量が反映されないように、当該速度修正量がゼロに設定される。そのため、圧延速度の越境時に計算された速度－板厚制御での速度制御量が上限制約に抵触するような状況に陥るのを回避することが可能となる。したがって、圧延速度の越境後に速度－板厚制御の継続が困難となる状況を回避することが可能となる。第１または３の発明によれば、また、圧延スタンドの起動時において圧延速度が境界値を越えて上昇する場合、越境時におけるロールギャップ－張力制御でのロールギャップ制御量の計算に越境前における速度－張力制御での速度修正量が反映されるように、当該速度修正量に応じたロールギャップ修正量が計算される。したがって、圧延速度の越境後に、圧延スタンドの入側における被圧延材の張力が大きく変動するのを抑えることが可能となる。

【0013】

第２または４の発明によれば、トリガ信号が出力された場合における当該トリガ信号の出力のタイミングにおける速度－張力制御での速度修正量に基づいてロールギャップ修正量を計算することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施の形態に係る圧延制御システムの構成例を説明する図である。

【図2】圧延スタンドでの圧延現象およびこれに関係するパラメータを示す図である。

【図3】図１に示した第１板厚制御部、第２板厚制御部、第１張力制御部および第２張力制御部の構成を示すブロック図である。

【図4】ＡＧＣおよびＡＴＲにおける制御操作端と、制御状態量との関係を示す図である。

【図5】圧延スタンドでの圧延現象における各種の影響係数を示す図である。

【図6】図１に示した制御選択部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

【0016】

１．圧延制御システムの構成
図１は、実施の形態に係る圧延制御システムの構成例を説明する図である。図１に示される圧延制御システム１００は、被圧延材１０を圧延する圧延スタンドを備えている。圧延スタンドは、被圧延材１０の圧延方向の前段に設けられた圧延スタンド２０と、同圧延方向の後段に設けられた圧延スタンド２１と、を含んでいる。圧延スタンド２０および２１は、タンデム圧延機を構成する。なお、タンデム圧延機を構成する圧延スタンドの総数は、３基以上でもよい。圧延スタンド２０は、被圧延材１０を挟む作業ロール２０ａおよび２０ｂを有する。圧延スタンド２１は、作業ロール２１ａおよび２１ｂを有する。

【0017】

圧延は、一対の作業ロールにより被圧延材１０を潰すことにより行われる。図２は、圧延スタンドでの圧延現象およびこれに関係するパラメータを示す図である。図２に示されるように、被圧延材１０は、圧延スタンドの入側における張力Ｔｂ、および、同圧延スタンドの出側における張力Ｔｆにより引っ張られ、荷重Ｐにより潰される。これにより、被圧延材の板厚Ｈは板厚ｈまで減少する。圧延現象により荷重Ｐ、先進率ｆおよび後進率ｂが生じる。圧延スタンドの入側における被圧延材１０の速度Ｖｅは、後進率ｂと作業ロール速度Ｖ_Ｒを用いて表される。圧延スタンドの入側における被圧延材１０の速度Ｖｏは、先進率ｆと作業ロール速度Ｖ_Ｒを用いて表される。

【0018】

図１に戻り、圧延制御システム１００の説明を続ける。圧延スタンド２０は、作業ロール２０ａおよび２０ｂにおける作業ロール速度Ｖ_Ｒを制御する速度制御装置３０を有している。圧延スタンド２０は、また、作業ロール２０ａと２０ｂの間の間隔であるロールギャップＳを制御するロールギャップ制御装置４０を有している。圧延スタンド２０と同様に、圧延スタンド２１は、速度制御装置３１およびロールギャップ制御装置４１を有している。速度制御装置３１は、圧延スタンド２１の作業ロール速度Ｖ_Ｒを制御する。ロールギャップ制御装置４１は、圧延スタンド２１のロールギャップＳを制御する。これらの制御装置は、圧延制御装置５０に接続されている。圧延制御装置５０の構成については後述される。

【0019】

圧延においては、被圧延材１０の板厚が製品の品質上重要である。そのため、圧延スタンド２１の出側には、被圧延材１０の板厚を測定するための板厚計６０が設けられている。また、圧延においては、製品の品質の維持と操業安定性の確保も重要である。そのため、圧延スタンド２０と２１の間には、張力計７０が設けられている。板厚計６０および張力計７０は、圧延制御装置５０に接続されている。なお、板厚計６０と同様の構成を有する板厚計が、圧延スタンド２０の入側および出側に設けられていてもよい。張力計７０と同様の構成を有する張力計が、圧延スタンド２０の入側および圧延スタンド２１の出側に設けられていてもよい。

【0020】

２．圧延制御装置の構成
圧延制御装置５０は、第１板厚制御部５１と、第２板厚制御部５２と、第１張力制御部５３と、第２張力制御部５４と、制御選択部５５と、を備えている。

【0021】

第１板厚制御部５１は、ロールギャップ－板厚制御（以下、「ＡＧＣ＿Ｓ」とも称す。）を行う。ＡＧＣ＿Ｓは、圧延スタンド２１のロールギャップＳを制御操作端として、圧延スタンド２１の出側における被圧延材１０の板厚（すなわち、図２に示した板厚ｈ）を制御するためのＡＧＣである。ＡＧＣ＿Ｓは、圧延速度が境界値ＴＨ未満の場合に行われる。

【0022】

第２板厚制御部５２は、速度－板厚制御（以下、「ＡＧＣ＿Ｖｅ」とも称す。）を行う。ＡＧＣ＿Ｖｅは、圧延スタンド２１の入側における被圧延材１０の速度Ｖｅを制御操作端として、圧延スタンド２１の出側における被圧延材１０の板厚を制御するためのＡＧＣである。ＡＧＣ＿Ｖｅは、圧延速度が境界値ＴＨ以上の場合に行われる。

【0023】

第１張力制御部５３は、速度－張力制御（以下、「ＡＴＲ＿Ｖｅ」とも称す。）を行う。ＡＴＲ＿Ｖｅは、圧延スタンド２１の入側における被圧延材１０の速度Ｖｅを制御操作端として、圧延スタンド２０と２１の間（すなわち、圧延スタンド２１の入側）における被圧延材１０の張力を制御するためのＡＴＲである。ＡＴＲ＿Ｖｅは、圧延速度が境界値ＴＨ未満の場合に行われる。

【0024】

第２張力制御部５４は、ロールギャップ－張力制御（以下、「ＡＴＲ＿Ｓ」とも称す。）を行う。ＡＴＲ＿Ｓは、圧延スタンド２１のロールギャップＳを制御操作端として、圧延スタンド２０と２１の間における被圧延材１０の張力を制御するためのＡＴＲである。ＡＴＲ＿Ｓは、圧延速度が境界値ＴＨ以上の場合に行われる。

【0025】

図３は、第１板厚制御部５１、第２板厚制御部５２、第１張力制御部５３および第２張力制御部５４の構成を示すブロック図である。これらのブロック図は、ＡＧＣ＿Ｓ、ＡＧＣ＿Ｖｅ、ＡＴＲ＿ＳおよびＡＴＲ＿Ｖｅの制御構成の一例である。そのため、この制御構成以外の構成により制御系を構成することも可能である。例えば、図３においては各制御系が積分制御（Ｉ制御）により表されている。各制御系は、比例積分制御（ＰＩ制御）または微分比例積分制御（ＰＩＤ制御）により表されてもよい。

【0026】

図３に示されるように、第１板厚制御部５１には、出側板厚偏差Δｈが入力される。出側板厚偏差Δｈは、圧延スタンド２１の出側における被圧延材１０の実績ｈｆｂと、その設定値（目標値）ｈｒｅｆとの差により表される（Δｈ＝ｈｆｂ－ｈｒｅｆ）。第１板厚制御部５１は、出側板厚偏差Δｈに調整ゲインＧ_ＳＡＧＣおよび変換ゲイン（－（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ）をかけたものを積分する（Ｉ制御）。この変換ゲインは、出側板厚偏差Δｈをロールギャップ修正量ΔＳに変換するためのゲインである。変換ゲインに含まれるＭは圧延スタンドのミル定数であり、Ｑは被圧延材の塑性定数である。第１板厚制御部５１は、積分値と、その前回値との偏差をとってロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＧＣとする。

【0027】

第１板厚制御部５１同様、第２板厚制御部５２には、出側板厚偏差Δｈが入力される。第２板厚制御部５２は、出側板厚偏差Δｈに調整ゲインＧ_ＶＡＧＣおよび変換ゲイン（－１／ｈｒｅｆ）をかけたものを積分する（Ｉ制御）。この変換ゲインは、出側板厚偏差Δｈを速度修正量ΔＶｅに変換するためのゲインである。第２板厚制御部５２は、積分値を速度Ｖｅで除した値（ΔＶｅ／Ｖｅ）と、その前回値との偏差をとって速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣとする。

【0028】

第２張力制御部５４には、入側張力偏差ΔＴｂが入力される。入側張力偏差ΔＴｂは、圧延スタンド２１の入側における被圧延材１０の張力の実績Ｔｂｆｂと、その設定値（目標値）ΔＴｂｒｅｆとの差により表される（ΔＴｂ＝Ｔｂｆｂ－Ｔｂｒｅｆ）。第２張力制御部５４は、入側張力偏差ΔＴ_ｂに調整ゲインＧ_ＳＡＴＲおよび変換ゲイン（（Ｍ＋Ｑ）・ｋｂ／Ｍ）をかけたものを積分する（Ｉ制御）。この変換ゲインは、入側張力偏差ΔＴｂをロールギャップ修正量ΔＳに変換するためのゲインである。変換ゲインに含まれるｋｂは、圧延スタンドの入側における被圧延材の張力の変動による荷重Ｐの変動が、同圧延スタンドの出側における被圧延材の板厚に及ぼす影響係数である。第２張力制御部５４は、積分値と、その前回値との偏差をとってロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＴＲとする。

【0029】

第２張力制御部５４同様、第１張力制御部５３には、入側張力偏差ΔＴｂが入力される。第１張力制御部５３は、入側張力偏差ΔＴ_ｂに調整ゲインＧ_ＶＡＴＲおよび変換ゲイン（－Ｖｅ・ｋｂ／ｈ）をかけたものを積分する（Ｉ制御）。この変換ゲインは、入側張力偏差ΔＴｂを速度修正量ΔＶｅに変換するためのゲインである。第１張力制御部５３は、積分値を速度Ｖｅで除した値（ΔＶｅ／Ｖｅ）と、その前回値との偏差をとって速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲとする。

【0030】

図１に戻り、圧延制御装置５０の内部機能の説明を続ける。制御選択部５５は、圧延速度に応じて上述したＡＧＣとＡＴＲの組み合わせを切り替える。具体的に、圧延速度が境界値ＴＨ未満の場合には、ＡＧＣ＿ＳとＡＴＲ＿Ｖｅの組み合わせを選択する。圧延速度が境界値ＴＨ以上の場合には、ＡＧＣ＿ＶｅとＡＴＲ＿Ｓの組み合わせを選択する。

【0031】

制御選択部５５においてこのような切り替えが行われる理由について、図４および５を参照しながら説明する。図４は、ＡＧＣおよびＡＴＲにおける制御操作端と、制御状態量との関係を示す図である。図４に示されるように、制御操作端であるロールギャップ修正量ΔＳが操作されると、それに応じて速度Ｖｅが変化し、入側張力偏差ΔＴｂが発生する。これを抑制するためには、速度Ｖｅを変更する必要がある。ただし、制御操作端である速度Ｖｅを操作すれば、それに応じて圧延スタンドの出側における板厚ｈが変動する。影響係数Ｃ１は、圧延スタンドの入側における圧延現象系が及ぼす影響係数である。影響係数Ｃ１に含まれるＴｒは１次遅れ定数である。１次遅れ定数Ｔｒに含まれるＥはヤング率であり、ｂは板幅である。

【0032】

図５は、圧延スタンドでの圧延現象における各種の影響係数を示す図である。図５の１段目に示す影響係数Ｃ２は、ロールギャップ修正量ΔＳが出側板厚偏差Δｈに及ぼす影響係数である。２段目に示す影響係数Ｃ３は、ロールギャップ修正量ΔＳが入側張力偏差ΔＴｂに及ぼす影響係数である。３段目に示す影響係数Ｃ４は、速度修正量ΔＶｅが出側板厚偏差Δｈに及ぼす影響係数である。４段目に示す影響係数Ｃ４は、速度修正量ΔＶｅが入側張力偏差ΔＴｂに及ぼす影響係数である。

【0033】

影響係数Ｃ４およびＣ５は、分母に速度Ｖｅを含む。そのため、影響係数Ｃ４およびＣ５は、圧延速度が高速域にあると小さくなる。また、速度Ｖｅは一時遅れ定数Ｔｒの分母にも含まれる（図４参照）。そのため、圧延速度が高速域にあると一時遅れ定数Ｔｒが小さくなる。そして、一時遅れ定数Ｔｒは、影響係数Ｃ２およびＣ３の分母に含まれている。そのため、圧延速度が高速域にあると影響係数Ｃ２およびＣ３が大きくなる。

【0034】

まとめると、圧延速度が高速域にあると、影響係数Ｃ４およびＣ５が小さくなり、影響係数Ｃ２およびＣ３が大きくなる。また、影響係数Ｃ２は出側板厚偏差Δｈの減算要素である。したがって、圧延速度が高速域にあるときには、ロールギャップ修正量ΔＳに応じて入側張力偏差ΔＴｂが変わりやすいことが分かる。一方、速度修正量ΔＶｅが変化したところで入側張力偏差ΔＴｂおよび出側板厚偏差Δｈはそれほど変化しないことが分かる。また、ロールギャップ修正量ΔＳが変化したところで出側板厚偏差Δｈはそれほど変化しないことも分かる。

【0035】

上述した関係は、圧延速度が低速域にあるときに正反対の内容になる。つまり、圧延速度が低速域にあると、ロールギャップ修正量ΔＳが変化したところで入側張力偏差ΔＴｂはそれほど変化しない。一方、入側張力偏差ΔＴｂおよび出側板厚偏差Δｈは、速度修正量ΔＶｅに応じて変わり易い。出側板厚偏差Δｈは、ロールギャップ修正量ΔＳに応じて変わり易い。

【0036】

以上のことから、圧延速度が低速域にあるときは、ロールギャップＳの変動がＡＧＣに有効であることが分かる。したがって、圧延速度が境界値ＴＨ未満の場合には、ロールギャップＳを制御操作端とするＡＧＣ（すなわち、ＡＧＣ＿Ｓ）を行う。同時に、速度Ｖｅを制御操作端とするＡＴＲ（すなわち、ＡＴＲ＿Ｖｅ）を行う。反対に、圧延速度が境界値ＴＨ以上の場合には、速度Ｖｅを制御操作端とするＡＧＣ（すなわち、ＡＧＣ＿Ｖｅ）を行う。同時に、ロールギャップＳを制御操作端とするＡＴＲ（すなわち、ＡＴＲ＿Ｓ）を行う。

【0037】

３．制御選択部の構成の特徴
圧延速度が境界値ＴＨ未満の場合に行われるＡＴＲ＿Ｖｅは、圧延スタンドの起動から行われる。そのため、この起動の状況によっては、ＡＴＲ＿Ｖｅでの速度修正量ΔＶｅが大きな値を示す場合がある。このような状況下において圧延速度が境界値ＴＨを上回ると、ＡＧＣとＡＴＲの組み合わせの切り替えに伴って、ＡＧＣ＿Ｖｅでの速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣの計算に、この速度修正量ΔＶｅが用いられることになる。そうすると、速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣが上限制約に抵触するおそれがある。

【0038】

そこで、実施の形態では、制御選択部５５を次のように構成する。図６は、制御選択部５５の構成を示すブロック図である。図６に示されるように、制御選択部５５は、トリガ回路５５ａと、スイッチ５５ｂおよび５５ｃと、ＲＡＭＰ回路５５ｄおよび５５ｅと、リミッタ５５ｆと、ＨＯＬＤ回路５５ｇと、パルス発生器５５ｈと、を備えている。

【0039】

トリガ回路５５ａは、圧延速度が境界値ＴＨ以上の場合にトリガ信号を出力する。トリガ信号が出力されると、スイッチ５５ｂがＯＮからＯＦＦに切り替わる。つまり、トリガ信号の出力前においては、第１板厚制御部５１から出力されたロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＧＣが、ロールギャップ制御装置４０に入力される。トリガ信号の出力後においては、この入力がスイッチ５５ｂによって遮断される。

【0040】

トリガ信号の出力前においては、また、第１張力制御部５３から出力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲが、ＲＡＭＰ回路５５ｄに入力される。ＲＡＭＰ回路５５ｄには、速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲの計算に用いられた速度修正量ΔＶｅも入力される。ＲＡＭＰ回路５５ｄに入力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲは、リミッタ５５ｆに入力される。リミッタ５５ｆは、リミッタ５５ｆに入力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲが上限制約に抵触する場合、上限制約を速度制御装置３０に入力する。そうでない場合、リミッタ５５ｆは、速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲを速度制御装置３０に入力する。

【0041】

また、トリガ信号が出力されると、スイッチ５５ｃがＯＦＦからＯＮに切り替わる。そうすると、第２板厚制御部５２から出力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣがリミッタ５５ｆに入力される。ここで、トリガ信号が出力されると、ＲＡＭＰ回路５５ｄには、スイッチ５５ｃを介してゼロが入力される。そのため、ＲＡＭＰ回路５５ｄは、トリガ信号の出力前に第１張力制御部５３から出力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲ、および、この速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲの計算に用いられた速度修正量ΔＶｅをリセットする。そうすると、トリガ信号の出力後は、ＲＡＭＰ回路５５ｄからリミッタ５５ｆに何も出力されない。

【0042】

したがって、トリガ信号の出力後は、第２板厚制御部５２から出力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣのみがリミッタ５５ｆに入力される。トリガ信号の出力後、リミッタ５５ｆは、リミッタ５５ｆに入力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣが上限制約に抵触する場合、上限制約を速度制御装置３０に入力する。そうでない場合、リミッタ５５ｆは、速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣを速度制御装置３０に入力する。

【0043】

ＨＯＬＤ回路５５ｇは、第１張力制御部５３から出力された速度修正量ΔＶｅを格納する。速度修正量ΔＶｅは、パルス発生器５５ｈからのパルス出力信号に関連付けて格納される。トリガ信号が出力されると、この出力のタイミングにおける速度修正量ΔＶｅがＨＯＬＤ回路５５ｇからＲＡＭＰ回路５５ｅに入力される。ＲＡＭＰ回路５５ｅは、ＲＡＭＰ回路５５ｅに入力された速度修正量ΔＶｅと同等のロールギャップ修正量ΔＳを計算して出力する。このロールギャップ修正量ΔＳは、速度修正量ΔＶｅに所定の調整ゲインをかけることにより計算される。

【0044】

トリガ信号の出力後は、第２張力制御部５４から出力されたロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＴＲが、スイッチ５５ｃを介してロールギャップ制御装置４０に入力される。トリガ信号が出力されたタイミングにおいては、ＲＡＭＰ回路５５ｅにおいて計算されたロールギャップ修正量ΔＳが、ロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＴＲに加算される。つまり、トリガ信号が出力されたタイミングにおいては、ロールギャップ修正量ΔＳが加算されたロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＴＲが、ロールギャップ制御装置４０に入力される。

【0045】

４．効果
以上説明した実施の形態によれば、圧延速度が境界値ＴＨを越えたタイミングにおいて、第１張力制御部５３から出力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲ、および、この速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＴＲの計算に用いられた速度修正量ΔＶｅがリセットされる。そのため、圧延速度が境界値ＴＨを越えたタイミング以降は、第２板厚制御部５２から出力された速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣのみがリミッタ５５ｆに入力される。そのため、速度制御量Δ（ΔＶｅ／Ｖｅ）_ＡＧＣが上限制約に抵触するような状況に陥るのを回避することが可能となる。したがって、圧延速度が境界値ＴＨを越えたタイミング以降にＡＧＣの継続が困難となる状況を回避することが可能となる。

【0046】

ここで、圧延速度が境界値ＴＨを越える直前において、張力Ｔｂを緩めるような速度修正量ΔＶｅが第１張力制御部５３から出力されている場合を考える。このような速度修正量ΔＶｅを無視すると、圧延速度が境界値ＴＨを越えた直後の張力Ｔｂが、引っ張り気味の値になってしまう。この点、実施の形態によれば、圧延速度が境界値ＴＨを越えたタイミングでの速度修正量ΔＶｅと同等のロールギャップ修正量ΔＳが、ロールギャップ制御量ΔΔＳ_ＡＴＲに加算される。したがって、圧延速度が境界値ＴＨを越えたタイミング以降に張力Ｔｂが大きく変動するのを抑えることも可能となる。

【0047】

５．その他の実施の形態
上記実施の形態では、第１板厚制御部５１などを圧延制御装置５０の機能として説明した。しかしながら、これらの機能を複数の制御装置において別々に実現してもよい。

【0048】

また、上記実施の形態では、圧延制御装置５０において行われる処理をタンデム圧延機に適用する例を説明した。しかしながら、この処理は、シングルスタンド圧延機に適用することも可能である。この場合は、圧延スタンドの前段または後段に設けられたテンションリールの速度を速度制御装置によって制御し、この圧延スタンドのロールギャップをロールギャップ制御装置によって制御すればよい。

【符号の説明】

【0049】

１０ 被圧延材
２０，２１ 圧延スタンド
３０，３１ 速度制御装置
４０，４１ ロールギャップ制御装置
５０ 圧延制御装置
５１ 第１板厚制御部
５２ 第２板厚制御部
５３ 第１張力制御部
５４ 第２張力制御部
５５ 制御選択部
６０ 板厚計
７０ 張力計
１００ 圧延制御システム
Ｈ，ｈ 板厚
Ｓ ロールギャップ
Ｔｂ，Ｔｆ 張力
Ｖｅ，Ｖｏ 速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】