(57)【要約】【課題】  ステアリングロールの摩耗がある程度進み、ストリップにすべりが生じるような状況になっても、ＣＰＣ制御系が安定した蛇行抑止性能を保持しうる、金属帯の通板位置制御方法を提供する。【解決手段】  金属帯１の連続処理ラインに設置されたセンタポジションコントロール装置を用いて金属帯の通板位置制御を行うに際し、金属帯位置の目標位置からの偏差量およびセンタポジションコントロール装置のアクチュエータ操作量の実績値同士の関係を表す指標を定義しておき、制御実行中に前記指標を監視し、該指標の監視値が所定の参照値に達したことに応じて、センタポジションコントロール装置のアクチェータ操作量を決定する関数を変更する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯の連続処理ラインに設置されたセンタポジションコントロール装置を用いて金属帯の通板位置制御を行うに際し、金属帯位置の目標位置からの偏差量およびセンタポジションコントロール装置のアクチュエータ操作量の実績値同士の関係を表す指標を定義しておき、制御実行中に前記指標を監視し、該指標の監視値が所定の参照値に達したことに応じて、センタポジションコントロール装置のアクチェータ操作量を決定する関数を変更することを特徴とする金属帯の通板位置制御方法。
【請求項２】
前記所定の参照値を複数設定し、前記監視値がこれら複数の参照値の各々に達する度に前記関数を変更することを特徴とする請求項１記載の金属帯の通板位置制御方法。
【請求項３】
前記監視値が１つの参照値または複数の参照値の少なくともいずれか１つに達したことに応じてセンタポジションコントロール装置のステアリングロールを交換するためのアラームを発することを特徴とする請求項１または２に記載の金属帯の通板位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）や冷間圧延ラインなどの金属帯（ストリップ、例えば鋼帯）の連続処理設備に設置されるセンタポジションコントロール（ＣＰＣ）装置による金属帯の通板位置制御方法に関する。この方法は、例えば冷間圧延後の鋼帯をラインの入側で溶接して連続通板するＣＡＬ、なかでも特に連続焼鈍炉入側の洗浄設備に板厚の薄いブリキ原板を高速（４００ｍｐｍ以上）で通板するＴｉｎ-ＣＡＬに適する。
【背景技術】
【０００２】
金属帯の連続処理設備、例えば冷間圧延後の鋼帯をラインの入側で溶接して連続焼鈍するＣＡＬや、連続焼鈍後に溶融亜鉛メッキプロセスを連続させた連続溶融亜鉛メッキプロセスライン（ＣＧＬ）に代表される薄鋼板のプロセスラインにおいて、長大なライン内の各プロセスセクションをストリップが安定して通板走行できるように、ＣＰＣ装置をライン内の要所要所に配置することが行われている。ＣＰＣ装置は、図１に装置配列、図２に制御系を示すようにシステム構成がなされており、一般的に、ストリップ１の位置を検出するストリップ位置検出部１４と、検出されたストリップ位置の目標位置からの偏差に基づいてストリップ進行方向を変える進行方向変換部１３とからなる。
【０００３】
ここで、ＣＰＣ装置においては、鋼帯１の位置偏差を検出し、その偏差量Ｅに応じてＣＰＣ装置のアクチュエータであるシリンダ１０のシリンダ位置操作量（アクチュエータ操作量）Ｙをフィードバックする比率（ゲイン：Ｇ）を設定し、ＣＰＣシステム全体として、Ｙ＝Ｇ×Ｅという関数を用いてシリンダ１０の位置操作を行い、鋼帯１の進行方向を変えることにより位置制御を行っている。
【０００４】
特に、ストリップの搬送速度が速いＴｉｎ-ＣＡＬの焼鈍前洗浄設備においては、高速通板される鋼帯は洗浄タンク内浸漬部での液中抵抗やウェット状態のロール搬送などの悪条件により蛇行しやすいため、洗浄プロセスセクション内にＣＰＣ装置を設置している。
しかしながら、ＣＰＣのステアリングロールと鋼帯間にすべりが発生すると、十分にセンタリングが行えず蛇行を抑制できないという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するため、例えば、冷間圧延ラインの洗浄セクションのタンク入出側デフレクタのように、ロールとストリップ（帯状材）の間に水膜が形成されスリップが発生する場合には、ストリップの水分を吸収する吸水体を中空軸に外嵌した駆動ロールを使用することが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平０８−１４１６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにロールとストリップの間に水膜が形成されるような環境下ではなくとも、ＣＰＣのステアリングロール表面は一般に鋼やゴムで形成されており、使用により摩耗して、ストリップとステアリングロールの間ですべりが発生し、ＣＰＣ制御系が乱調となり不安定になる不具合が発生する（十分にセンタリングが行えず、蛇行を抑制できない）という問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決し、ステアリングロールの摩耗がある程度進み、ストリップにすべりが生じるような状況になっても、ＣＰＣ制御系が安定した蛇行抑止性能を保持しうる、金属帯の通板位置制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するために、ステアリングロールの摩耗に伴う金属帯とステアリングロールとの間の摩擦係数の低下をＣＰＣ制御系のゲインに反映させることを案出し、本発明をなすに至った。
すなわち本発明は、金属帯の連続処理ラインに設置されたセンタポジションコントロール装置を用いて金属帯の通板位置制御を行うに際し、金属帯位置の目標位置からの偏差量およびセンタポジションコントロール装置のアクチュエータ操作量の実績値同士の関係を表す指標を定義しておき、制御実行中に前記指標を監視し、該指標の監視値が所定の参照値に達したことに応じて、センタポジションコントロール装置のアクチェータ操作量を決定する関数を変更することを特徴とする金属帯の通板位置制御方法である。
【０００９】
本発明では、前記所定の参照値を複数設定し、前記監視値がこれら複数の参照値の各々に達する度に前記関数を変更するのが好ましい。また、前記監視値が１つの参照値または複数の参照値の少なくともいずれか１つに達したことに応じてセンタポジションコントロール装置のステアリングロールを交換するためのアラームを発することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ストリップ位置の目標位置からの偏差量およびＣＰＣ装置のアクチュエータ操作量の実績値同士の関係を表す指標を監視することで、該指標のトレンド学習から、経時変化するストリップとステアリングロールとの間の摩擦係数の低下を推測することができ、その結果を用いて、ＣＰＣ装置のアクチェータ操作量を決定する関数（例えばゲイン）を、ストリップが急激に横すべりしない範囲内へと変更し、あるいはさらにオペレータにアラーム（警報）を発信することができるので、経時変化に伴うステアリングロールとストリップ間の摩擦係数の低下が発生した場合でも、過度なゲイン設定によるロールアウトを発生させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、鋼帯を対象として本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明は鋼帯に限らず、他の金属帯にも適用可能である。
従来、ＣＰＣ装置のゲインは、ＣＰＣ装置のロールと鋼帯間にすべりがない状態を前提として設定されている。しかしながら、高速ＣＡＬのクリーニングセクションに設置されたＣＰＣ装置では、鋼板表面がウェット状態であり、ステアリングロールが摩耗すると、グリップ力（摩擦係数）の低下により、ステアリングロールと鋼帯間にすべりが発生しやすくなる。このようなすべりやすい状態においては、すべりがない状態を前提として設定されたゲインを適用したＣＰＣ装置においては、ＣＰＣ制御系が不安定となり、ストリップの蛇行が収束しなくなる等の通板上の不具合が発生する。
【００１２】
本発明では、ステアリングロールの経時変化を考慮したＣＰＣのゲイン設定を行う。つまり、ＣＰＣ装置のゲインを、ストリップ偏差（ストリップ位置の目標位置からの偏差）とストリップ進行方向変換装置のアクチュエータ操作量との相関係数（実績値）から、ステアリングロールの経時的な摩耗を考慮したゲイン設定を行うものであり、具体的には、例えば次のように実施される。
【００１３】
ストリップ偏差：Ｓ(ｍｍ)、アクチェータ操作量（シリンダ位置操作量）：Ｃ(ｍｍ)、とした時、上記の相関係数（α）を、α＝Ｃ／Ｓ(ストリップ偏差１ｍｍを修正するために必要なアクチェータ操作量)で定義し、該αを監視する。ステアリングロールと鋼帯間のすべりが大きくなると、αの監視値は大きくなる。すなわち、ストリップ偏差１ｍｍを修正するために必要なアクチェータ操作量が大きくなる。このような場合、これ以上アクチェータ操作量を大きくすると、逆にステアリングロールと鋼帯間のすべりにより、アクチェータ操作量が大きくなった時に一気に鋼帯がロールアウトしてしまう危険性がある。そこで、αの監視値が、予め設定した参照値（これは昇順数列α1、α2、‥αnで与えるのがよい。）に順次達したことに応じて、ゲインの設定値を段階的かつ自動的に下げる。これにより、急激な横すべりによるロールアウト事故の発生を回避することができる。
【００１４】
また、参照値の昇順数列の最大値αnを、ステアリングロールの摩耗が要交換段階に達した状態に対応するように設定しておき、αの監視値がαnに達した時にはオペレータへの警報を発信するようにしておくと、摩耗したステアリングロールを適切な交換周期で新品と交換できるようになって好ましい。
なお、ゲインＧの初期値は、ステアリングロールを新品（摩擦係数が最も高い状態）に交換した直後に、ＣＰＣ仕様で定められているアクチュエータ操作量および最大ストリップ位置偏差修正量の最大許容限に基いて設定すればよい。
【００１５】
一方、αの参照値（α1、α2、‥αn）は過去の操業実績データに基いて決めればよい。ここで、鋼帯の蛇行の程度は、通板速度および鋼帯の通板サイズ（板厚、板幅）により異なるため、αの参照値設定時および監視時におけるαの実績値収集は、通板速度および通板サイズをある範囲に限定して行うことが望ましい。無論、この限定する通板速度および通板サイズの範囲はαの参照値設定時と監視時とで同じものとする。つまり、蛇行性向が類似したある通板サイズ内のコイルに対して、ラインが安定している状態で実績収集したデータを基にα実績値の収集を行うのがよい。このようにサンプリング対象データを限定することで、経時変化による摩擦係数の低下をより精度よく追跡することができる。
【００１６】
また、上記限定されたサンプリング対象データからα実績値を収集するには、例えば１コイル内の複数データの平均値をもって当該コイルの代表値とし、さらに複数コイル間の平均値をもってα実績値の計算を行うことが望ましい。
また、αの監視値が参照値に達したときのＧの変更の仕方は、例えば、Ｇの現行設定値から低下量ΔＧを減じて新たなＧの設定値とするなどの方法が好ましく用いうる。このＧの低下量ΔＧは、αの参照値を決める場合と同様、過去の操業実績データに基いて決めればよい。
【実施例】
【００１７】
板厚０．２５ｍｍ、板幅９００ｍｍのサイズを主体とするブリキ原板（Ｔ４）を連続焼鈍するＣＡＬにおいて、焼鈍前の洗浄セクションに設置された図１、図２に示した形態のＣＰＣ制御系に本発明を適用した実施例について説明する。この洗浄セクションの通板速度は最大で１２００ｍｐｍに達する。この洗浄セクションでは従来、ＣＰＣゲイン（前記Ｙ＝Ｇ×ＥにおけるＧ）を一定として鋼帯の通板位置制御を行っていたが、ステアリングロールの摩耗進行による鋼帯との間の摩擦係数低下によるロールアウトが発生することが時々あった。
【００１８】
このＣＰＣへの本発明適用形態において、ストリップ偏差およびＣＰＣ装置のアクチュエータ操作量の実績値同士の関係を表す指標には前記αを採用し、アクチュエータ操作量を決定する関数にはＣＰＣゲインを採用した。αの参照値としては、板厚：０．２３〜０．２７ｍｍ、板幅：８５０〜９５０ｍｍ、通板速度：９００〜１０００ｍｐｍの範囲の操業実績データを学習（収集・解析）した結果に基づいて、昇順数列（α1,α2,α3,αupper）＝（1.25,1.5,1.75,2.0）を設定した。αを監視する操業条件範囲は、前記学習に用いた操業条件範囲に限定した。また、ＧＰＣゲインの初期値は０．１０Ｖ/ｍＡとし、αの監視値が時間と共に増加して順次α1,α2,α3,αupperに達する度毎にＣＰＣゲインを現行値から０．０２Ｖ/ｍＡ減じた値へと変更するようにし、かつαupperに達した時点でオペレータに警報を発してロール交換を行うようにした。
【００１９】
実施例でのα監視値およびＣＰＣゲインの経時変化の一例を図３にグラフで示す。ステアリングロールを新品に交換後１２ヶ月目にα監視値が上限（αupper）に達している。実施例ではＣＰＣ制御の安定性が向上し、これまで蛇行激化によるロールアウトは発生していない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＣＰＣ装置の装置配列を示す模式図である。
【図２】ＣＰＣ装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】実施例でのα監視値およびＣＰＣゲインの経時変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１  金属帯（ストリップ、例えば鋼帯）
２，３  固定ロール
４，５  ステアリングロール
６  投光器
７  受光器（位置検出器）
８  ステアリングロール支持枠
９  ピボット
１０  シリンダ
１１  電／油変換器
１２  アンプ
１３  進行方向変換部
１４  位置検出部
【図１】
2006247689.tif 000003
【図２】
2006247689.tif 000004
【図３】
2006247689.tif 000005