(57)【要約】【課題】通板材の蛇行制御を改善して通板材の蛇行を抑制可能な蛇行制御装置及び蛇行制御方法を提供する。【解決手段】連続搬送される帯状の通板材の蛇行を制御する蛇行制御装置は、通板材の幅方向の位置を調節する調節装置と、調節装置の下流側で通板材の蛇行量を検出する検出部と、蛇行量に基づいて調節装置の制御を行う制御部と、を備え、制御部は、さらに通板材の蛇行予測量の情報に基づいて調節装置の制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続搬送される帯状の通板材の蛇行を制御する蛇行制御装置において、
前記通板材の幅方向の位置を調節する調節装置と、
前記調節装置の下流側で前記通板材の蛇行量を検出する検出部と、
前記蛇行量に基づいて前記調節装置の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、さらに前記通板材の蛇行予測量の情報に基づいて前記調節装置の制御を行う、蛇行制御装置。
【請求項２】
前記蛇行予測量の情報は、前記通板材の搬送方向の複数の予測位置に対応して予測した複数の前記蛇行予測量の情報を含み、
前記制御部は、蛇行が予測される前記予測位置が前記調節装置に到達する前に前記蛇行予測量の情報に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項１に記載の蛇行制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記蛇行予測量が予測基準値を超えるときに前記蛇行予測量の情報に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項１又は２に記載の蛇行制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記蛇行量が下限値を超えるときに前記蛇行量に基づいて前記調節装置の制御量を算出し、前記蛇行予測量が前記下限値よりも大きい前記予測基準値を超えるときに前記蛇行量及び前記蛇行予測量に基づいて前記調節装置の制御量を算出し、前記調節装置の制御を行う、請求項３に記載の蛇行制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記蛇行量に基づいて前記調節装置の制御量をフィードバック制御しつつ、前記蛇行予測量に基づいて制御ゲインを変更する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛇行制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記蛇行量及び前記蛇行予測量のうちの大きい方の値に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛇行制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記蛇行予測量が前記予測基準値を超えるときに、前記蛇行予測量が蛇行許容値未満となる前記調節装置の制御量を求め、求めた制御量に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項３又は４に記載の蛇行制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記蛇行量に基づいて求められる前記調節装置の制御量及び前記蛇行予測量が前記蛇行許容値未満となる前記調節装置の制御量のうちのいずれか大きい方の制御量に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項７に記載の蛇行制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記蛇行予測量が前記蛇行許容値未満となる前記調節装置の制御量及び動作速度を求め、求めた前記制御量及び前記動作速度に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項７又は８に記載の蛇行制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、さらに前記通板材のバックリングの発生を予測し、前記バックリングが生じないように前記調節装置の制御量を求め、求めた前記制御量及び前記動作速度に基づいて前記調節装置の制御を行う、請求項９のいずれか１項に記載の蛇行制御装置。
【請求項１１】
連続搬送される帯状の通板材の蛇行を制御する蛇行制御方法において、
制御部が、
前記通板材の幅方向の位置を調節する調節装置の下流側で検出される前記通板材の蛇行量に基づいて前記調節装置の制御を行うとともに、
さらに前記通板材の蛇行予測量の情報に基づいて前記調節装置の制御を行う、蛇行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯等の帯状の通板材の処理ラインに設置される蛇行制御装置及び蛇行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状の通板材の一つとしての鋼帯に対して冷間圧延や熱処理、表面処理等の処理を施すラインにおいて、鋼帯の搬送位置が幅方向にずれる蛇行現象を生じる場合がある。処理ラインで鋼帯が蛇行すると、鋼帯の幅方向で均一な処理を行うことができなかったり、鋼帯が処理ラインの周囲の構成部品に接触したりするおそれがある。このため、処理ラインには蛇行制御装置が設置され、鋼帯の蛇行を抑制する制御が行われている。
【０００３】
例えば特許文献１には、搬送速度の変動及び鋼帯の両端側における幅方向位置の変動に対応して鋼帯の蛇行を修正する鋼帯の蛇行制御方法及び蛇行制御装置が開示されている。特許文献１に開示されているように、従来の蛇行制御装置は、ステアリングロールの下流側に設置された幅方向位置検出器により鋼帯の蛇行量を検出し、当該蛇行量がゼロとなるように調節装置を制御している。また、特許文献１に記載の蛇行制御装置は、鋼帯の搬送速度に応じて制御部の制御ゲインを修正しつつ、検出される蛇行量に基づいて鋼帯の幅方向中心を修正する制御信号を生成している。
【０００４】
また、特許文献２には、上流側ステアリング装置の操作量及び帯板の蛇行量を逐次検出し、当該検出値により下流側ステアリング装置の操作量を調整する帯板の蛇行制御方法が開示されている。特許文献２に記載の蛇行制御方法では、光学センサに基づいて上流側ステアリング装置での帯板の蛇行量を検出し、当該検出値に基づいて帯板の蛇行量を予測し、下流側ステアリング装置の操作量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２６２２３７号公報
【特許文献２】特開平６−３４５３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の蛇行制御装置は、実際に生じている通板材の蛇行量に基づいて調節装置を制御するものであり、急激に蛇行量が大きくなった場合には制御動作が間に合わず、蛇行を抑制することが困難である。また、特許文献１に記載の蛇行制御装置のように、搬送速度に応じて制御部の制御ゲインを修正した場合には、通板上許容範囲内のごく微小の蛇行に対しても蛇行制御装置が反応してしまい、通板性を低下させるおそれがある。このため、制御ゲインの値を高くすることには限界がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載された蛇行制御方法は、予測される蛇行量のみを用いているため、現実の蛇行量に対応することができない。したがって、予測される蛇行量と現実の蛇行量とを適切に使い分けながら調節装置を制御することが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、通板材の蛇行制御を改善し、通板材の現実の蛇行だけでなく予測される蛇行にも対応して通板材の蛇行を抑制可能な蛇行制御装置及び蛇行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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、連続搬送される帯状の通板材の蛇行を制御する蛇行制御装置において、通板材の幅方向の位置を調節する調節装置と、調節装置の下流側で通板材の蛇行量を検出する検出部と、蛇行量に基づいて調節装置の制御を行う制御部と、を備え、制御部は、さらに通板材の蛇行予測量の情報に基づいて調節装置の制御を行う、蛇行制御装置が提供される。
【００１０】
蛇行予測量の情報は、通板材の搬送方向の複数の予測位置に対応して予測した複数の蛇行予測量の情報を含み、制御部は、蛇行が予測される予測位置が調節装置に到達する前に蛇行予測量の情報に基づいて調節装置の制御を行ってもよい。
【００１１】
制御部は、蛇行予測量が予測基準値を超えるときに蛇行予測量の情報に基づいて調節装置の制御を行ってもよい。
【００１２】
制御部は、蛇行量が下限値を超えるときに蛇行量に基づいて調節装置の制御量を算出し、蛇行予測量が下限値よりも大きい予測基準値を超えるときに蛇行量及び蛇行予測量に基づいて調節装置の制御量を算出し、調節装置の制御を行ってもよい。
【００１３】
制御部は、蛇行量に基づいて調節装置の制御量をフィードバック制御しつつ、蛇行予測量に基づいて制御ゲインを変更してもよい。
【００１４】
制御部は、蛇行量及び蛇行予測量のうちの大きい方の値に基づいて調節装置の制御を行ってもよい。
【００１５】
制御部は、蛇行予測量が予測基準値を超えるときに、蛇行予測量が蛇行許容値未満となる調節装置の制御量を求め、求めた制御量に基づいて前記調節装置の制御を行ってもよい。
【００１６】
制御部は、蛇行量に基づいて求められる調節装置の制御量及び蛇行予測量が蛇行許容値未満となる調節装置の制御量のうちのいずれか大きい方の制御量に基づいて調節装置の制御を行ってもよい。
【００１７】
制御部は、蛇行予測量が蛇行許容値未満となる調節装置の制御量及び動作速度を求め、求めた制御量及び動作速度に基づいて調節装置を制御してもよい。
【００１８】
制御部は、さらに通板材のバックリングの発生を予測し、バックリングが生じないように調節装置の制御量を求め、求めた制御量及び動作速度に基づいて調節装置を制御してもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、連続搬送される帯状の通板材の蛇行を制御する蛇行制御方法において、制御部が、通板材の幅方向の位置を調節する調節装置の下流側で検出される通板材の蛇行量に基づいて調節装置の制御を行うとともに、さらに通板材の蛇行予測量の情報に基づいて調節装置の制御を行う、蛇行制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、通板材の蛇行制御を改善し、通板材の現実の蛇行だけでなく予測される蛇行にも対応して通板材の蛇行を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る蛇行制御装置を示す図である。
【図２】同実施形態に係る蛇行制御装置のシミュレータによる演算結果の一例を示す説明図である。
【図３】蛇行予測量の演算ポイント（予測位置）を示す説明図である。
【図４】同実施形態に係る蛇行制御装置のシミュレータによる処理例を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態に係る蛇行制御装置の蛇行制御部による処理例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る蛇行制御装置のシミュレータによる処理例を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態に係る蛇行制御装置の蛇行制御部による処理例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る蛇行制御装置のシミュレータによる処理例を示すフローチャートである。
【図９】同実施形態に係る蛇行制御装置のシミュレータによる制御量設定処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図１０】同実施形態に係る蛇行制御装置のシミュレータによる制御量設定処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る蛇行制御装置の蛇行制御部による処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
本明細書において、「蛇行予測量Ｘｓ」とは、幅方向位置検出部により検出される鋼帯Ｓの実際の蛇行量Ｘとは異なり、シミュレータにより算出される鋼帯Ｓの蛇行量の予測値をいう。「蛇行予測量の情報」とは、複数の予測位置（演算ポイント）ごとに算出された蛇行予測量Ｘｓのデータ群をいう。「下限値Ｙ」とは、幅方向位置検出部により検出される蛇行量Ｘに基づく調節装置の制御を開始させる基準となる値をいう。「予測基準値Ｙｓ」とは、シミュレータにより算出される蛇行予測量Ｘｓに基づく調節装置の制御を開始させる基準となる値をいう。「蛇行許容値Ｙａ」とは、シミュレータにより予測される蛇行予測量Ｘｓが許容範囲か否かを判別する基準となる値をいう。また、本実施形態において、鋼帯Ｓが「調節装置に到達する前」とは、鋼帯Ｓが少なくとも上流側ステアリングロールに到達する前を意味する。
【００２４】
＜＜１．第１の実施の形態＞＞
＜１−１．蛇行制御装置の基本構成例＞
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１の基本構成の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る蛇行制御装置１の一構成例を示す模式図である。
【００２５】
本実施形態に係る蛇行制御装置１は、調節装置１０と、幅方向位置検出部１９と、制御ユニット２０とを備える。蛇行制御装置１は、例えば帯状の通板材の一態様である鋼帯Ｓの処理ラインに設置され、搬送される鋼帯Ｓの蛇行量を制御する。本実施形態に係る蛇行制御装置１では、制御ユニット２０の蛇行制御部２１が、幅方向位置検出部１９の検出結果に基づいて調節装置１０の制御を行いつつ、さらに制御ユニット２０のシミュレータ２５により算出される蛇行予測量の情報に基づいて制御を行う。帯状の通板材は鋼帯Ｓに限られず、連続搬送される種々の帯状の搬送物であってもよい。以下、本実施形態では、通板材としての鋼帯Ｓの蛇行を制御する例について説明する。
【００２６】
調節装置１０は、上流側ステアリングロール１１と、下流側ステアリングロール１３と、支持台１５と、駆動装置１７とを含む。上流側ステアリングロール１１及び下流側ステアリングロール１３は、例えば回転軸の両端側を支持台１５により支持され、搬送される鋼帯Ｓに合わせて回転しながら鋼帯Ｓを下流側に送る。駆動装置１７は、蛇行制御部２１からの駆動信号によって駆動されて支持台１５の位置又は傾きを変化させる。これにより、上流側ステアリングロール１１及び下流側ステアリングロール１３により搬送される鋼帯Ｓの幅方向の位置が調節される。
【００２７】
駆動装置１７としては、例えば油圧シリンダが用いられるが、これ以外の駆動装置であってもよい。駆動装置１７が油圧シリンダである場合、蛇行制御部２１によってシリンダに供給される油圧が制御されると、シリンダが伸縮する。シリンダが伸縮することにより支持台１５の位置又は傾きを変化させ、鋼帯Ｓの幅方向の位置を調節することができる。駆動装置１７の駆動による支持台１５の動作は、例えば所定のピボット点を中心とするピボット動作であってもよく、所定方向に沿う往復スライド動作であってもよい。
【００２８】
幅方向位置検出部１９は、下流側ステアリングロール１３のさらに下流側に設置され、調節装置１０から送り出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘを検出する。本実施形態に係る蛇行制御装置１において、幅方向位置検出部１９が、本発明の検出部に相当する。幅方向位置検出部１９は、検出した蛇行量Ｘを示す信号を制御ユニット２０の蛇行制御部２１に出力する。幅方向位置検出部１９は、例えば鋼帯Ｓの幅方向両端の位置を検出するとともに鋼帯Ｓの幅方向中心の位置を求めて、基準中心位置とのずれの量を蛇行量Ｘとしてもよい。あるいは、鋼帯Ｓの幅方向の両端部のうちのいずれか一方の端部の位置を検出し、基準端部位置とのずれの量を蛇行量Ｘとしてもよい。幅方向位置検出部１９は、光学式のエッジセンサを用いて構成されてもよく、あるいは、撮像素子等を有する画像センサを用いて構成されてもよく、あるいはその他の検出器を用いて構成されてもよい。
【００２９】
光学式のエッジセンサは、例えば鋼帯Ｓの幅方向の端部において、鋼帯Ｓの表裏の面のいずれか一方の面側に設けられた発光部と、他方の面側に設けられた受光部とを有する。発光部は例えばレーザ平行光を受光部に向けて出射し、受光部は受光したレーザ平行光の幅に基づいて、鋼帯Ｓの端部の位置を検出する。画像センサは、例えば鋼帯Ｓの幅方向の端部を撮影するカメラと、カメラによる撮像情報に基づいて鋼帯Ｓの端部の位置を求める撮像処理部とを有する。
【００３０】
制御ユニット２０は、蛇行制御部２１とシミュレータ２５とを有する。本実施形態に係る蛇行制御装置１において、制御ユニット２０が、本発明の制御部に相当する。シミュレータ２５は、処理ラインを搬送される鋼帯Ｓの搬送状態又は搬送条件に基づいて、鋼帯Ｓの蛇行予測量Ｘｓを算出する。シミュレータ２５は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等の演算処理装置と、演算に用いるパラメータ等をユーザが入力する入力部と、蛇行制御部２１との通信を行うための通信インタフェースと、演算に用いるパラメータやソフトウェアプログラム等を記憶する記憶部とを備える。入力部としては、例えばキーボードやタッチパネルが用いられる。また、記憶部としては、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶素子、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）又はストレージ装置等の少なくとも一つが用いられる。シミュレータ２５は、算出した蛇行予測量Ｘｓの情報を表示する表示装置を備えていてもよい。
【００３１】
図２は、シミュレータ２５により算出される蛇行予測量Ｘｓの演算結果の一例を示している。本実施形態に係る蛇行制御装置１のシミュレータ２５は、鋼帯Ｓの搬送方向に沿って一定の間隔ごとに設定された複数の演算ポイントＰ（Ｐ１，Ｐ２・・・Ｐｎ）における蛇行予測量Ｘｓを算出する。また、シミュレータ２５は、各演算ポイントＰにおける蛇行予測量Ｘｓと併せてバックリングの発生予測を計算してもよい。
【００３２】
蛇行予測量Ｘｓは、図３に示すように、鋼帯Ｓの各演算ポイントＰにおける鋼帯Ｓの幅方向中心の位置と基準中心位置とのずれの量であってもよい。あるいは、蛇行予測量Ｘｓは、鋼帯Ｓの各演算ポイントＰにおけるいずれかの端部の位置と基準位置とのずれの量であってもよい。各演算ポイントＰの間隔は一定であってもよく、ランダムであってもよい。蛇行制御装置１が焼鈍炉内に設置される場合、シミュレータ２５は、例えば鋼帯Ｓのサイズ、鋼帯Ｓの機械特性、鋼帯Ｓの形状、炉内温度、鋼帯Ｓの温度、鋼帯Ｓの張力、搬送速度及び搬送ロール形状のうちの少なくとも一つに基づいて蛇行予測量Ｘｓを算出することができる。また、シミュレータ２５は、例えば鋼帯Ｓのサイズ、鋼帯Ｓの機械特性、炉内温度、鋼帯Ｓの温度、鋼帯Ｓの張力、搬送速度及び搬送ロール形状のうちの少なくとも一つに基づいてバックリングの発生を予測することができる。
【００３３】
鋼帯Ｓのサイズとは、例えば鋼帯Ｓの厚さや幅方向の長さ等の寸法である。鋼帯Ｓの機械特性とは、例えば降伏点（ＹＰ：Yield  Point）や硬度等の特性である。鋼帯Ｓの張力とは、搬送される鋼帯Ｓにかけられている張力である。搬送ロール形状とは、処理ライン上に設置されて鋼帯Ｓを搬送する複数の搬送ロールの直径や周面の形状等である。鋼帯Ｓのサイズ、鋼帯Ｓの機械特性、鋼帯Ｓの形状及び搬送ロール形状の情報は、例えばあらかじめユーザにより入力されてもよく、あるいは、他の演算機器から入力されてもよい。炉内温度、搬送速度及び鋼帯Ｓの張力は、例えば処理ラインに設置されたセンサにより検出される。
【００３４】
なお、シミュレータ２５は、ここに例示した以外の情報をさらに用いて蛇行予測量Ｘｓを算出してもよい。また、シミュレータ２５による蛇行予測量Ｘｓの算出方法は特に限定されない。
【００３５】
蛇行制御部２１は、幅方向位置検出部１９により検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘに基づいて調節装置１０の制御を行うとともに、さらにシミュレータ２５により算出される蛇行予測量Ｘｓの情報に基づいて調節装置１０の制御を行う。蛇行制御部２１は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等の演算処理装置と、演算に用いるパラメータ等をユーザが入力する入力部と、シミュレータ２５との通信を行うための通信インタフェースと、演算に用いるパラメータやソフトウェアプログラム等を記憶する記憶部とを備える。入力部としては、例えばキーボードやタッチパネルが用いられる。また、記憶部としては、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶素子、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）又はストレージ装置等の少なくとも一つが用いられる。蛇行制御部２１は、調節装置１０の制御状態等を表示する表示装置を備えていてもよい。
【００３６】
具体的に、蛇行制御部２１は、蛇行予測量Ｘｓが比較的小さい値となっている間、幅方向位置検出部１９により検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘがゼロとなるように調節装置１０の制御量を設定する。例えば蛇行制御部２１は、蛇行量ＸがゼロとなるようにＰＩＤ制御等によるフィードバック制御を行う。また、蛇行制御部２１は、蛇行予測量Ｘｓが大きい値となっている間、幅方向位置検出部１９により検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘ及び蛇行予測量Ｘｓに基づいて調節装置１０の制御量を設定する。つまり、蛇行制御部２１は、鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが大きくなると予測された場合には、蛇行予測量Ｘｓが大きい領域が調節装置１０に到達する時期に合わせてあらかじめ調節装置１０を動作させて鋼帯Ｓの幅方向の位置を調節する。これにより、調節装置１０の下流側において鋼帯Ｓの実際の蛇行量Ｘが抑制され、また、鋼帯Ｓの実際の蛇行量Ｘの急激な増大が抑制される。
【００３７】
なお、本実施形態に係る蛇行制御装置１の制御ユニット２０は、蛇行制御部２１とシミュレータ２５とが個別に設けられているが、蛇行制御部２１とシミュレータ２５とが一体化された制御ユニット２０であってもよい。また、蛇行制御部２１とシミュレータ２５とが３つ以上の装置からなる制御ユニット２０であってもよい。
【００３８】
＜１−２．蛇行制御装置の動作例＞
次に、蛇行制御部２１とシミュレータ２５とを含む制御ユニット２０による蛇行制御装置１の動作例を具体的に説明する。本実施形態に係る蛇行制御装置１において、制御ユニット２０の蛇行制御部２１は、シミュレータ２５によって算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合には、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる部分が調節装置１０に到達する前に蛇行制御部２１による調節装置１０のフィードバック制御の制御ゲインを大きくすることで、鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが実際に大きくなることを抑制する。以下、シミュレータ２５による処理と、蛇行制御部２１による処理とに分けて動作例を説明する。
【００３９】
（１−２−１．シミュレータの処理例）
図４は、シミュレータ２５による処理の一例を示すフローチャートである。まず、シミュレータ２５は、シミュレート条件を取得する（ステップＳ１０）。例えばシミュレータ２５は、ユーザにより入力される鋼帯Ｓのサイズ、鋼帯Ｓの機械特性、鋼帯Ｓの形状、搬送速度及び搬送ロール形状の情報を読み込む。また、シミュレータ２５は、搬送される鋼帯Ｓの張力の情報を取得する。蛇行制御装置１が焼鈍炉内に設置されている場合、シミュレータ２５は、炉内温度の情報を取得してもよい。さらに、シミュレータ２５は、蛇行制御部２１から、調節装置１０の制御量Ｄの情報を取得してもよい。シミュレータ２５は、例えばセンサ信号を受け取ることで鋼帯Ｓの張力及び炉内温度の情報を取得してもよい。あるいは、シミュレータ２５は、蛇行制御部２１を介して鋼帯Ｓの張力及び炉内温度の情報を取得してもよい。
【００４０】
次いで、シミュレータ２５は、シミュレーションの実行の要否を判別する（ステップＳ１４）。例えばシミュレータ２５は、新たにシミュレート条件を取得した場合、つまり、蛇行制御装置１が設置された処理ラインの稼働開始時にはシミュレーションの実行を要と判定する。また、シミュレータ２５は、取得したシミュレーション条件が前回のシミュレーション実行時の条件から変更されている場合、シミュレーションの実行を要と判定してもよい。シミュレータ２５は、シミュレーションの実行を不要と判定した場合（Ｓ１４／Ｎｏ）、そのままステップＳ２２に進む。一方、シミュレータ２５は、シミュレーションの実行を要と判定した場合（Ｓ１４／Ｙｅｓ）、ステップＳ１８に進みシミュレーションを実行した後にステップＳ２２に進む。ステップＳ１８において、シミュレータ２５は、図２に例示したような蛇行予測量Ｘｓを算出する。なお、本実施形態に係る蛇行制御装置１では、シミュレータ２５がバックリングの発生予測の演算を行わなくてもよい。
【００４１】
次いで、シミュレータ２５は、算出された蛇行予測量Ｘｓに、あらかじめ設定した予測基準値Ｙｓを超える値が含まれているか否かを判別する（ステップＳ２２）。例えば予測基準値Ｙｓは、幅方向位置検出部１９により検出される蛇行量Ｘに基づく調節装置１０の制御を実行する基準となる下限値Ｙよりも大きい値に設定される。これにより、シミュレーションによる蛇行予測量Ｘｓが比較的小さい場合には実際の蛇行量Ｘに基づいて調節装置１０制御量Ｄがフィードバック制御される一方、蛇行予測量Ｘｓが大きくなった場合には、実際の蛇行量Ｘが大きくならないようにあらかじめ調節装置１０の制御ゲインが大きくされる。調節装置１０の制御量Ｄは、例えば調節装置１０の回転量又は移動量に対応する制御指示値であってもよく、駆動装置１７の駆動量の指示値であってもよい。
【００４２】
蛇行予測量Ｘｓに予測基準値Ｙｓを超える値が含まれていない場合（Ｓ２２／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、ステップＳ１０に戻って処理を継続する。一方、蛇行予測量Ｘｓに予測基準値Ｙｓを超える値が含まれている場合（Ｓ２２／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓが予測基準値Ｙｓを超える演算ポイントＰである蛇行部Ｐｘの位置のトラッキングを開始する（ステップＳ２６）。
【００４３】
次いで、シミュレータ２５は、いずれかの蛇行部Ｐｘから調節装置１０の上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌが、あらかじめ設定した制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にあるか否かを判別する（図３を参照）（ステップＳ３０）。制御終了距離Ｌｅ及び制御開始距離Ｌｓは、例えば制御ユニット２０の処理速度、鋼帯Ｓの搬送速度及び蛇行制御部２１の制御指示出力から調節装置１０が駆動されるまでの時間等を考慮して設定される。このように、蛇行部Ｐｘが上流側ステアリングロール１１に到達する前から調節装置１０の制御ゲインを増大させることで、調節装置１０をフィードフォワード的に制御することが可能になる。
【００４４】
すべての蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にない場合（Ｓ３０／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、ステップＳ３０における距離Ｌの判別を繰り返す。一方、いずれかの蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にある場合（Ｓ３０／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、蛇行制御部２１に対して制御ゲインを変更するよう指示を出力する（ステップＳ３４）。このとき、シミュレータ２５は、制御ゲインを増大させることのみを示す指示を出力してもよく、あるいは、蛇行部ＰｘごとのＰ蛇行予測量Ｘｓに応じた制御ゲインの増大量を設定して指示を出力してもよい。制御ゲインの増大量を異ならせる場合、例えば蛇行予測量Ｘｓが大きいほど制御ゲインの増大量が大きくされてもよい。
【００４５】
次いで、シミュレータ２５は、すべての蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ以下になったか否かを判別する（ステップＳ３８）。いずれかの蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅを超えている間（Ｓ３８／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、ステップＳ３８における距離Ｌの判別を繰り返す。一方、すべての蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ以下になった場合（Ｓ３８／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、蛇行制御部２１に対して制御ゲインの変更を解除するよう指示を出力する（ステップＳ４２）。その後、シミュレータ２５は、ステップＳ１０に戻って処理を継続する。
【００４６】
（１−２−２．蛇行制御部の処理例）
図５は、蛇行制御部２１による処理の一例を示すフローチャートである。まず、蛇行制御部２１は、幅方向位置検出部１９のセンサ信号を取得する（ステップＳ５０）。次いで、蛇行制御部２１は、幅方向位置検出部１９のセンサ信号に基づき検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが、あらかじめ設定した下限値Ｙを超えているか否かを判別する（ステップＳ５４）。下限値Ｙは、鋼帯Ｓの蛇行の矯正が不要とされる蛇行量の許容値として設定され、当該下限値Ｙを超える場合に鋼帯Ｓの幅方向の位置の制御が実行される。
【００４７】
検出された鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが下限値Ｙを超える場合（Ｓ５４／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１はそのままステップＳ６２に進む一方、鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが下限値Ｙ以下の場合（Ｓ５４／Ｎｏ）、蛇行制御装置１による鋼帯Ｓの蛇行の矯正が実行されないように蛇行量Ｘをゼロに設定して（ステップＳ５８）、ステップＳ６２に進む。ステップＳ６２において、蛇行制御部２１は、シミュレータ２５から制御ゲインを増大するよう指示が入力されているか否かを判別する（ステップＳ６２）。
【００４８】
制御ゲインを増大するよう指示が入力されている場合（Ｓ６２／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１は、フィードバック制御の制御ゲインを増大して（ステップＳ６６）、ステップＳ７０に進む。蛇行制御部２１は、あらかじめ決められた値へと制御ゲインを増大させてもよく、あるいは、蛇行予測量Ｘｓに応じて設定される値へと制御ゲインを増大させてもよい。一方、制御ゲインを増大する指示が入力されていない場合（Ｓ６２／Ｎｏ）、蛇行制御部２１は、シミュレータ２５から制御ゲインの増大を解除するよう指示が入力されているか否かを判別する（ステップＳ８２）。
【００４９】
制御ゲインの増大を解除するよう指示が入力されている場合（Ｓ８２／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１は、フィードバック制御の制御ゲインの増大を解除して（ステップＳ８６）、ステップＳ７０に進む。一方、制御ゲインの増大を解除する指示が入力されていない場合（Ｓ８２／Ｎｏ）、蛇行制御部２１は、現在の制御ゲインの設定を維持したままステップＳ７０に進む。制御ゲインが設定された後、蛇行制御部２１は、検出された蛇行量Ｘに基づいて調節装置１０の制御量Ｄを設定する（ステップＳ７０）。具体的に、蛇行制御部２１は、検出される蛇行量Ｘがゼロになるように調節装置１０の制御量ＤをＰＩＤ制御等によりフィードバック制御する。
【００５０】
次いで、蛇行制御部２１は、設定した調節装置１０の制御量Ｄに基づいて調節装置１０の駆動装置１７に対して駆動信号を出力する（ステップＳ７４）。これにより、駆動装置１７が駆動され、上流側ステアリングロール１１及び下流側ステアリングロール１３を支持する支持台１５の傾き又は位置が変化することによって鋼帯Ｓの蛇行が矯正される。
【００５１】
このとき、設定されている制御ゲインによって、調節装置１０の作動量又は動作速度は異なる。制御ゲインが増大されている場合には、制御ゲインが増大されていない場合に比べて調節装置１０の作動量が大きくなり、また、動作速度が速くなる。つまり、シミュレータ２５により算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合には、鋼帯Ｓの幅方向の微小なずれに対しても反応して調節装置１０が作動するようになり、また、その際の動作速度が速くなる。このようにして、蛇行予測量Ｘｓが大きい値として予測される場合にのみ制御ゲインが大きくされて鋼帯Ｓの蛇行がより矯正されやすくなる。
【００５２】
制御ゲインが増大される場合には、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期より前に、増大した制御ゲインに基づいて調節装置１０に対して駆動指示が出力されることになる。したがって、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期に合わせて調節装置１０が駆動されて、鋼帯Ｓの実際のずれを抑制することができる。また、鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが大きくなる可能性が低い場合にまで鋼帯Ｓの幅方向の微小なずれに反応して調節装置１０が作動することがなくなり、通板性の低下やスリップ疵の発生を抑制することができる。
【００５３】
＜１−３．効果＞
以上、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、調節装置１０の下流側で検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘがゼロになるように調節装置１０の制御量Ｄをフィードバック制御しつつ、シミュレータ２５により算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合にはフィードバック制御の制御ゲインを増大する。したがって、蛇行制御装置１は、鋼帯Ｓの現実の蛇行だけでなく予測される蛇行にも対応して、鋼帯Ｓの実際の蛇行量Ｘを抑制することができる。これにより、鋼帯Ｓの急激な蛇行が生じる場合であっても、蛇行量Ｘを抑制することができる。また、制御ゲインは、蛇行予測量Ｘｓが大きい場合にのみ増大されるため、蛇行量Ｘが大きくなる可能性が低い場合にまで鋼帯Ｓの微小なずれに反応して調節装置１０が作動することが抑制される。したがって、通板性の低下やスリップ疵の発生を抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、シミュレータ２５で蛇行予測量Ｘｓを算出することにより、実際に鋼帯Ｓを処理ライン上に搬送させることなく鋼帯Ｓの蛇行を予測して、調節装置１０を駆動させることができる。したがって、調節装置１０の上流側に鋼帯Ｓの幅方向位置を検出するセンサを設けて調節装置１０をフィードフォワード制御する場合に比べ、鋼帯Ｓの蛇行の程度又は急激な増大に対応して確実に調節装置１０を駆動させることができる。また、調節装置１０の上流側に鋼帯Ｓの幅方向位置を検出するセンサを設けて調節装置１０をフィードフォワード制御する場合に比べ、使用するセンサの数を減らすことができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、焼鈍炉内に設置される場合であってもバックリングやスリップ疵の発生を抑制することができる。具体的には、焼鈍炉内では鋼帯Ｓの温度が高く、鋼帯Ｓの機械特性としての降伏点（ＹＰ）や硬度が低くなる。このため、通常調節装置の動作速度を速くすると、鋼帯Ｓの幅方向への応力によって鋼帯Ｓにバックリング（絞り）が発生するおそれがある。また、鋼帯Ｓの蛇行を矯正する過程では、鋼帯Ｓが搬送ロールに対して幅方向に微小にスリップをしながら鋼帯Ｓの蛇行が矯正されるため、硬度が低い状態では鋼帯Ｓの表面にスリップ疵が発生しやすくなっている。このため、焼鈍炉内の蛇行制御装置の動作速度は炉外の蛇行制御装置と比べて遅くせざるを得ず、蛇行制御の応答性が低下するために、急激に蛇行量が大きくなる場合に対応できないおそれがあった。
【００５６】
これに対して、本実施形態に係る蛇行制御装置１によれば、あらかじめ算出される蛇行予測量Ｘｓの情報に基づいて、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期に合わせて調節装置１０が作動するため、調節装置１０の作動量が急激に大きくなることが抑制される。したがって、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、鋼帯Ｓの機械特性が低下する焼鈍炉内に設置される場合であっても、鋼帯Ｓのバックリングやスリップ疵の発生を抑制することができる。
【００５７】
＜＜２．第２の実施の形態＞＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る蛇行制御装置について説明する。本実施形態に係る蛇行制御装置の基本構成は第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１と同一である一方、制御ユニットによる蛇行制御装置の動作が第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１と異なる。以下、本実施形態に係る蛇行制御装置の動作例について、主として第１の実施の形態と異なる点を説明する。なお、蛇行制御装置の構成要素は、図１に示した第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１と同一の符号を用いて説明する。
【００５８】
＜２−１．蛇行制御装置の動作例＞
本実施形態に係る蛇行制御装置１において、制御ユニット２０の蛇行制御部２１は、シミュレータ２５によって算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合には、幅方向位置検出部１９により検出される蛇行量Ｘ又は蛇行予測量Ｘｓのいずれか大きい方の値を用いて調節装置１０のフィードバック制御を実行する。以下、シミュレータ２５による処理と、蛇行制御部２１による処理とに分けて動作例を説明する。
【００５９】
（２−１−１．シミュレータの処理例）
図６は、シミュレータ２５による処理の一例を示すフローチャートである。まず、シミュレータ２５は、第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１のシミュレータ２５による処理と同様の手順で、ステップＳ１０〜ステップＳ３０を実行する。つまり、シミュレータ２５は、シミュレート条件を取得し（ステップＳ１０）、シミュレーションの実行の要否を判別して（ステップＳ１４）、シミュレーションの実行を要と判定した場合（Ｓ１４／Ｙｅｓ）にはシミュレーションを実行し（ステップＳ１８）、シミュレーションの実行を不要と判定した場合（Ｓ１４／Ｎｏ）にはそのまま、ステップＳ２２に進む。本実施形態の蛇行制御装置１において、シミュレータ２５は、少なくとも蛇行予測量Ｘｓを算出する。なお、本実施形態に係る蛇行制御装置１では、シミュレータ２５はバックリングの発生予測の演算を行わなくてもよい。
【００６０】
ステップＳ２２において、シミュレータ２５は、算出された蛇行予測量Ｘｓに、あらかじめ設定した予測基準値Ｙｓを超える値が含まれているか否かを判別する（ステップＳ２２）。蛇行予測量Ｘｓに、あらかじめ設定した予測基準値Ｙｓを超える値が含まれていない場合（Ｓ２２／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓをゼロに設定して、蛇行制御部２１に対して蛇行予測量Ｘｓを出力する（ステップＳ４３）。
【００６１】
一方、蛇行予測量Ｘｓに予測基準値Ｙｓを超える値が含まれている場合（Ｓ２２／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、蛇行部Ｐｘの位置のトラッキングを開始し（ステップＳ２６）、いずれかの蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌ（図３を参照）が、制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にあるか否かを判別する（ステップＳ３０）。距離Ｌが制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にない場合（Ｓ３０／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓをゼロに設定して、蛇行制御部２１に対して蛇行予測量Ｘｓを出力し（ステップＳ３３）、ステップＳ３０の判別を繰り返す。
【００６２】
距離Ｌが制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にある場合（Ｓ３０／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓの値を蛇行制御部２１に対して出力する（ステップＳ３５）。例えばシミュレータ２５は、蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌが制御開始距離Ｌｓに到達するごとに当該蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｓの値を蛇行制御部２１に対して出力してもよい。この場合、距離Ｌが制御開始距離Ｌｓとなる蛇行部Ｐｘが存在しなくなった後においても、最後の蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ未満とまるまで、蛇行予測量Ｘｓの設定値を維持してもよい。
【００６３】
あるいは、出力される蛇行予測量Ｘｓの値は、例えば蛇行予測量Ｘｓが予測基準値Ｙｓを超える区間における蛇行予測量Ｘｓの最大値であってもよい。また、出力される蛇行予測量Ｘｓの値は、例えば制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間に位置する蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｓの平均値であってもよい。さらに、出力される蛇行予測量Ｘｓの値は一定でなくてもよく、蛇行区間の長さに応じて漸増又は漸減してもよい。出力される蛇行予測量Ｘｓは、上記例示した値以外であっても適宜の値に設定されてもよい。
【００６４】
次いで、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓが予測基準値Ｙｓを超えるすべての蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ以下になったか否かを判別する（ステップＳ３８）。距離Ｌが制御終了距離Ｌｅを超えている間（Ｓ３８／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、ステップＳ３８における距離Ｌの判別を繰り返す。一方、距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ以下になった場合（Ｓ３８／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓをゼロに設定して、蛇行制御部２１に対して蛇行予測量Ｘｓを出力する（ステップＳ４３）。その後、シミュレータ２５は、ステップＳ１０に戻ってシミュレーションを継続する。
【００６５】
（２−１−２．蛇行制御部の処理例）
図７は、蛇行制御部２１による処理の一例を示すフローチャートである。まず、蛇行制御部２１は、第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１の蛇行制御部２１による処理と同様の手順で、ステップＳ５０〜ステップＳ５８を実行する。つまり、蛇行制御部２１は、幅方向位置検出部１９のセンサ信号を取得し（ステップＳ５０）、幅方向位置検出部１９のセンサ信号に基づき検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが、あらかじめ設定した下限値Ｙを超えているか否かを判別する（ステップＳ５４）。検出された鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが下限値Ｙを超える場合（Ｓ５４／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１はそのままステップＳ６３に進む一方、鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが下限値Ｙ以下の場合（Ｓ５４／Ｎｏ）、蛇行制御装置１による鋼帯Ｓの蛇行の矯正が実行されないように蛇行量Ｘをゼロに設定して（ステップＳ５８）、ステップＳ６３に進む。
【００６６】
次いで、蛇行制御部２１は、ステップＳ６３で、シミュレータ２５から入力されている蛇行予測量Ｘｓを参照し（ステップＳ６３）、検出された蛇行量Ｘが蛇行予測量Ｘｓよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ６７）。検出された蛇行量Ｘが蛇行予測量Ｘｓよりも大きい場合（Ｓ６７／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１は、検出された蛇行量Ｘに基づいて調節装置１０の制御量Ｄを設定する（ステップＳ７０）。具体的に、蛇行制御部２１は、検出される蛇行量Ｘがゼロになるように調節装置１０の制御量ＤをＰＩＤ制御等によりフィードバック制御する。一方、検出された蛇行量Ｘが蛇行予測量Ｘｓ以下の場合（Ｓ６７／Ｎｏ）、蛇行制御部２１は、シミュレータ２５で算出された蛇行予測量Ｘｓに基づいて調節装置１０の制御量Ｄを設定する（ステップＳ７１）。具体的に、蛇行制御部２１は、蛇行予測量Ｘｓがゼロになるように調節装置１０の制御量ＤをＰＩＤ制御等によりフィードバック制御する。
【００６７】
次いで、蛇行制御部２１は、設定した調節装置１０の制御量Ｄに基づいて調節装置１０の駆動装置１７に対して駆動信号を出力する（ステップＳ７４）。これにより、駆動装置１７が駆動され、上流側ステアリングロール１１及び下流側ステアリングロール１３を支持する支持台１５の傾き又は位置が変化することによって鋼帯Ｓの蛇行が矯正される。
【００６８】
このように、本実施形態に係る蛇行制御装置１では、調節装置１０の下流側で実際に生じている蛇行量Ｘとシミュレータ２５で算出される蛇行予測量Ｘｓとを比較して、いずれか大きい方の値を用いて調節装置１０の制御量Ｄが設定される。このとき、蛇行予測量Ｘｓが用いられる場合には、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期より前に、調節装置１０に対して駆動指示が出力されることになる。したがって、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期に合わせて調節装置１０が駆動されて、鋼帯Ｓの実際のずれを抑制することができる。
【００６９】
＜２−２．効果＞
以上、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、調節装置１０の下流側で検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘがゼロになるように調節装置１０の制御量Ｄをフィードバック制御しつつ、シミュレータ２５により算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合には、検出された蛇行量Ｘ又は算出された蛇行予測量Ｘｓのいずれか大きい方の値がゼロになるように調節装置１０の制御量Ｄがフィードバック制御される。したがって、蛇行制御装置１は、鋼帯Ｓの現実の蛇行だけでなく予測される蛇行にも対応して、鋼帯Ｓの実際の蛇行量Ｘを抑制することができる。これにより、鋼帯Ｓの急激な蛇行が生じる場合であっても、蛇行量Ｘを抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、シミュレータ２５で蛇行予測量Ｘｓを算出することにより、実際に鋼帯Ｓを処理ライン上に搬送させることなく鋼帯Ｓの蛇行を予測して、調節装置１０を駆動させることができる。したがって、調節装置１０の上流側に鋼帯Ｓの幅方向位置を検出するセンサを設けて調節装置１０をフィードフォワード制御する場合に比べ、鋼帯Ｓの蛇行の程度又は急激な増大に対応して確実に調節装置１０を駆動させることができる。また、調節装置１０の上流側に鋼帯Ｓの幅方向位置を検出するセンサを設けて調節装置１０をフィードフォワード制御する場合に比べ、使用するセンサの数を減らすことができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、あらかじめ算出される蛇行予測量Ｘｓの情報に基づいて、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期に合わせて調節装置１０が作動するため、調節装置１０の作動量が急激に大きくなることが抑制される。したがって、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、鋼帯Ｓの機械特性が低下する焼鈍炉内に設置される場合であっても、鋼帯Ｓのバックリングやスリップ疵の発生を抑制することができる。
【００７２】
＜＜３．第３の実施の形態＞＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る蛇行制御装置について説明する。本実施形態に係る蛇行制御装置の基本構成は第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１と同一である一方、制御ユニットによる蛇行制御装置の動作が第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る蛇行制御装置１と異なる。以下、本実施形態に係る蛇行制御装置の動作例について、主として第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる点を説明する。なお、蛇行制御装置の構成要素は、図１に示した第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１と同一の符号を用いて説明する。
【００７３】
＜３−１．蛇行制御装置の動作例＞
本実施形態に係る蛇行制御装置１において、制御ユニット２０のシミュレータ２５は、算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合には蛇行予測量Ｘｓが蛇行許容値Ｙａ未満となるように設定した調節装置１０の制御量Ｄｃを蛇行制御部２１に対して出力する。また、制御ユニット２０の蛇行制御部２１は、幅方向位置検出部１９により検出される蛇行量Ｘに基づいて設定される制御量Ｄ又はシミュレータ２５により設定される制御量Ｄｃのいずれか大きい方の値を用いて調節装置１０の駆動を制御する。以下、シミュレータ２５による処理と、蛇行制御部２１による処理とに分けて動作例を説明する。
【００７４】
（３−１−１．シミュレータの処理例）
図８は、シミュレータ２５による処理の一例を示すフローチャートである。まず、シミュレータ２５は、第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１のシミュレータ２５による処理と同様の手順で、ステップＳ１０〜ステップＳ２２を実行する。つまり、シミュレータ２５は、シミュレート条件を取得し（ステップＳ１０）、シミュレーションの実行の要否を判別して（ステップＳ１４）、シミュレーションの実行を要と判定した場合（Ｓ１４／Ｙｅｓ）にはシミュレーションを実行し（ステップＳ１８）、シミュレーションの実行を不要と判定した場合（Ｓ１４／Ｎｏ）にはそのまま、ステップＳ２２に進む。本実施形態の蛇行制御装置１において、シミュレータ２５は、少なくとも蛇行予測量Ｘｓの情報を算出する。
【００７５】
ステップＳ２２において、シミュレータ２５は、算出された蛇行予測量Ｘｓに、あらかじめ設定した予測基準値Ｙｓを超える値が含まれているか否かを判別する（ステップＳ２２）。蛇行予測量Ｘｓに、あらかじめ設定した予測基準値Ｙｓを超える値が含まれていない場合（Ｓ２２／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、制御量Ｄｃをゼロに設定して、蛇行制御部２１に対して制御量Ｄｃを出力する（ステップＳ４４）。一方、蛇行予測量Ｘｓに予測基準値Ｙｓを超える値が含まれている場合（Ｓ２２／Ｙｅｓ）、調節装置１０を制御量Ｄｃで駆動させると仮定してシミュレーションを実行し、蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となる制御量Ｄｃを設定する（ステップＳ２４）。
【００７６】
図９及び図１０は、蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となる制御量Ｄｃを設定する処理の第１の例及び第２の例を示すフローチャートである。第１の例及び第２の例では、シミュレータ２５は、調節装置１０の制御量Ｄｃと併せて調節装置１０の動作速度Ｖａを設定する。調節装置１０の制御量Ｄｃが大きいほど鋼帯Ｓの蛇行が矯正されやすいものの、制御量Ｄｃが大きすぎると鋼帯Ｓの蛇行が逆方向に生じやすくなったり、バックリングが発生しやすくなったりする。また、調節装置１０の動作速度Ｖａが速いほど鋼帯Ｓの蛇行が早期に矯正されやすいものの、動作速度Ｖａが速すぎると鋼帯Ｓの表面にスリップ疵が発生しやすくなる。このため、調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａにはいずれも適切な範囲が存在する。
【００７７】
図９に示す第１の例では、シミュレータ２５は、調節装置１０の制御開始距離Ｌｓを考慮して、調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを仮設定し（ステップＳ９０）、仮設定された条件でシミュレーションを実行する（ステップＳ９２）。次いで、シミュレータ２５は、蛇行部Ｐｘごとにシミュレーションにより算出された蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となっているか否かを判別する（ステップＳ９４）。いずれかの蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ以上の場合（Ｓ９４／Ｎｏ）、シミュレータ２５はステップＳ９０に戻って、すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となるまで、ステップＳ９０〜ステップＳ９４までの処理を繰り返す。すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満になった場合（Ｓ９４／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａの仮設定処理を終了する。
【００７８】
シミュレータ２５は、ステップＳ９０における制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａの仮設定が初回の設定時である場合、適宜の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを設定してもよい。あるいは、シミュレータ２５は、制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａの初回の仮設定時に、例えばステップＳ１８で行われたシミュレーションにより算出された蛇行予測量Ｘｓに応じて制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを設定してもよい。初回の仮設定時に、蛇行予測量Ｘｓに応じて制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａをすることにより、すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となる制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａをより早く設定することができる。また、シミュレータ２５は、制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａの仮設定が２回目以降の設定時である場合、前回ステップＳ９２で行われたシミュレーションにより算出された蛇行予測量Ｘｄに応じて制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを設定してもよい。
【００７９】
また、図１０に示す第２の例では、第１の例にしたがってステップＳ９０〜ステップＳ９４の処理を繰り返し、すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満になった場合（Ｓ９４／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、さらにバックリングの発生予測を計算する（ステップＳ９６）。例えばシミュレータ２５は、仮設定された制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａで蛇行制御装置１を駆動した場合に鋼帯Ｓに作用する応力を計算し、算出された応力をあらかじめ設定された閾値と比較することにより、鋼帯Ｓにバックリングが生じるか否かを予測する。
【００８０】
次いで、シミュレータ２５は、バックリングが発生する可能性が低いか否かを判別し（ステップＳ９８）、バックリングが発生する可能性が高い場合（Ｓ９８／Ｎｏ）、シミュレータ２５はステップＳ９０に戻って、すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満になり（Ｓ９４／Ｙｅｓ）、かつ、バックリングが発生する可能性が低くなるまで、ステップＳ９０〜ステップＳ９８までの処理を繰り返す。バックリングが発生する可能性が低くなった場合（Ｓ９８／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａの仮設定処理を終了する。このように、第２の例では、鋼帯Ｓの蛇行予測量Ｘｄだけでなくバックリングの発生を予測しつつ調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａが設定される。
【００８１】
図８のフローチャートに戻り、シミュレータ２５は、ステップＳ２４において調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを設定した後、蛇行部Ｐｘの位置のトラッキングを開始し（ステップＳ２６）、いずれかの蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌ（図３を参照）が、制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にあるか否かを判別する（ステップＳ３０）。距離Ｌが制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にない場合（Ｓ３０／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａをゼロに設定して、蛇行制御部２１に対して制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを出力する（ステップＳ３９）。
【００８２】
いずれかの蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅと制御開始距離Ｌｓとの間にある場合（Ｓ３０／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、設定した調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａの値を蛇行制御部２１に対して出力する（ステップＳ３６）。次いで、シミュレータ２５は、蛇行予測量Ｘｓが予測基準値Ｙｓを超えるすべての蛇行部Ｐｘから上流側ステアリングロール１１までの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ以下になったか否かを判別する（ステップＳ３８）。いずれかの蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅを超えている間（Ｓ３８／Ｎｏ）、シミュレータ２５は、ステップＳ３８における距離Ｌの判別を繰り返す。一方、すべての蛇行部Ｐｘの距離Ｌが制御終了距離Ｌｅ以下になった場合（Ｓ３８／Ｙｅｓ）、シミュレータ２５は、調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａをゼロに設定して、蛇行制御部２１に対して制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａを出力する（ステップＳ４４）。その後、シミュレータ２５は、ステップＳ１０に戻ってシミュレーションを継続する。
【００８３】
（３−１−２．蛇行制御部の処理例）
図１１は、蛇行制御部２１による処理の一例を示すフローチャートである。まず、蛇行制御部２１は、第１の実施の形態に係る蛇行制御装置１の蛇行制御部２１による処理と同様の手順で、ステップＳ５０〜ステップＳ５８を実行する。つまり、蛇行制御部２１は、幅方向位置検出部１９のセンサ信号を取得し（ステップＳ５０）、幅方向位置検出部１９のセンサ信号に基づき検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが、あらかじめ設定した下限値Ｙを超えているか否かを判別する（ステップＳ５４）。検出された鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが下限値Ｙを超える場合（Ｓ５４／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１はそのままステップＳ６４に進む一方、鋼帯Ｓの蛇行量Ｘが下限値Ｙ以下の場合（Ｓ５４／Ｎｏ）、蛇行制御装置１による鋼帯Ｓの蛇行の矯正が実行されないように蛇行量Ｘをゼロに設定して（ステップＳ５８）、ステップＳ６４に進む。
【００８４】
次いで、蛇行制御部２１は、ステップＳ６４で、検出された蛇行量Ｘに基づいて調節装置１０の制御量Ｄを設定する（ステップＳ６４）。具体的に、蛇行制御部２１は、検出される蛇行量Ｘがゼロになるように調節装置１０の制御量ＤをＰＩＤ制御等によりフィードバック制御する。次いで、蛇行制御部２１は、シミュレータ２５から入力されている制御量Ｄｃを参照し（ステップＳ６８）、検出された蛇行量Ｘに基づく制御量Ｄが、シミュレータ２５で設定された制御量Ｄｃよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ７２）。
【００８５】
検出された蛇行量Ｘに基づく制御量Ｄが、シミュレータ２５で設定された制御量Ｄｃよりも大きい場合（Ｓ７２／Ｙｅｓ）、蛇行制御部２１は、制御量Ｄに基づいて調節装置１０の駆動装置１７に対して駆動信号を出力する（ステップＳ７６）。一方、検出された蛇行量Ｘに基づく制御量Ｄが、シミュレータ２５で設定された制御量Ｄｃ以下の場合（Ｓ７２／Ｎｏ）、蛇行制御部２１は、制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａに基づいて調節装置１０の駆動装置１７に対して駆動信号を出力する（ステップＳ８０）。これにより、駆動装置１７が駆動され、上流側ステアリングロール１１及び下流側ステアリングロール１３を支持する支持台１５の傾き又は位置が変化することによって鋼帯Ｓの蛇行が矯正される。
【００８６】
このように、本実施形態に係る蛇行制御装置１では、鋼帯Ｓの蛇行予測量Ｘｓが大きい場合に、すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となる調節装置１０の制御量Ｄｃと、調節装置１０の下流側で実際に生じている蛇行量Ｘに基づいて設定される調節装置１０の制御量Ｄとを比較して、いずれか大きい方の値を用いて調節装置１０の駆動が制御される。このとき、シミュレータ２５で設定される制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａが用いられる場合には、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期より前に、調節装置１０に対して駆動指示が出力されることになる。したがって、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期に合わせて調節装置１０が駆動されて、鋼帯Ｓの実際のずれを抑制することができる。
【００８７】
＜３−２．効果＞
以上、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、調節装置１０の下流側で検出される鋼帯Ｓの蛇行量Ｘがゼロになるように調節装置１０の制御量Ｄをフィードバック制御しつつ、シミュレータ２５により算出される蛇行予測量Ｘｓが大きい場合には、すべての蛇行部Ｐｘの蛇行予測量Ｘｄが蛇行許容値Ｙａ未満となるように調節装置１０の制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａが設定される。そして、蛇行制御装置１は、検出される実際の蛇行量Ｘに基づいて設定される制御量Ｄ又はシミュレータ２５で設定される制御量Ｄｃのいずれか大きい方の値に基づいて調節装置１０の駆動を制御する。したがって、蛇行制御装置１は、鋼帯Ｓの現実の蛇行だけでなく予測される蛇行にも対応して、鋼帯Ｓの実際の蛇行量Ｘを抑制することができる。これにより、鋼帯Ｓの急激な蛇行が生じる場合であっても、蛇行量Ｘを抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１において、上記の第２の例によれば、鋼帯Ｓのバックリングの発生を予測するシミュレーションを実行し、バックリングが発生しないような制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａが設定される。したがって、鋼帯Ｓの急激な蛇行に対して制御量Ｄｃ及び動作速度Ｖａに基づいて制御を行った場合であっても、鋼帯Ｓにバックリングを発生させることなく蛇行を制御することができる。
【００８９】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、シミュレータ２５で蛇行予測量Ｘｓを算出することにより、実際に鋼帯Ｓを処理ライン上に搬送させることなく鋼帯Ｓの蛇行を予測して、調節装置１０を駆動させることができる。したがって、調節装置１０の上流側に鋼帯Ｓの幅方向位置を検出するセンサを設けて調節装置１０をフィードフォワード制御する場合に比べ、鋼帯Ｓの蛇行の程度又は急激な増大に対応して確実に調節装置１０を駆動させることができる。また、調節装置１０の上流側に鋼帯Ｓの幅方向位置を検出するセンサを設けて調節装置１０をフィードフォワード制御する場合に比べ、使用するセンサの数を減らすことができる。
【００９０】
また、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、あらかじめ算出される蛇行予測量Ｘｓの情報に基づいて、蛇行予測量Ｘｓが大きくなる蛇行部Ｐｘが調節装置１０に到達する時期に合わせて調節装置１０が作動するため、調節装置１０の作動量が急激に大きくなることが抑制される。したがって、本実施形態に係る蛇行制御装置１は、鋼帯Ｓの機械特性が低下する焼鈍炉内に設置される場合であっても、鋼帯Ｓのバックリングやスリップ疵の発生を抑制することができる。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９２】
上記各実施形態に係る蛇行制御装置は、制御ユニット２０が蛇行制御部２１とシミュレータ２５とを備えているが、本発明は係る例に限定されない。例えば第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る蛇行制御装置において、制御ユニット２０は、シミュレータ２５の機能のうち蛇行予測量Ｘｓの演算あるいはバックリングの発生予測の演算を行う機能（図４及び図６のステップＳ１０〜ステップＳ１８の処理を行う機能）を備えていなくてもよい。この場合、あらかじめ別のシミュレーション装置を用いて求めた蛇行予測量Ｘｓの情報あるいはバックリングの発生予測の情報を制御ユニット２０の記憶部に格納しておき、蛇行制御部２１が当該記憶された情報を参照しつつ蛇行制御を行うことにより、上記各実施形態に係る蛇行制御装置と同様の効果を得ることができる。また第３の実施の形態に係る蛇行制御装置において、制御ユニット２０は、シミュレータ２５の機能のうち蛇行予測量Ｘｓの演算あるいはバックリングの発生予測の演算及び制御量Ｄｃの設定を行う機能（図８のステップＳ１０〜ステップＳ２４の処理を行う機能）を備えていなくてもよい。この場合、あらかじめ別のシミュレーション装置を用いて求めた蛇行予測量Ｘｓの情報あるいはバックリングの発生予測の情報及び制御量Ｄｃの情報を制御ユニット２０の記憶部に格納しておき、蛇行制御部２１が当該記憶された情報を参照しつつ蛇行制御を行うことにより、上記第３の実施の形態に係る蛇行制御装置と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１        蛇行制御装置
１０      調節装置
１１      上流側ステアリングロール
１３      下流側ステアリングロール
１５      支持台
１７      駆動装置
１９      幅方向位置検出部
２０      制御ユニット
２１      蛇行制御部
２５      シミュレータ
Ｓ        鋼帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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