KR100921182B1 - 스트립 장력 시스템 교정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장력 시스템의 교정시에 안전 사고의 발생을 방지하는 한편, 정비 작업의 효율성을 증대시키고, 장력 시스템의 정확성을 용이하게 확보할 수 있는 스트립 장력 시스템 교정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스트립 장력 시스템 교정 장치는 각각의 로드셀(2a,2b)들에 의해 검출된 미세 전류는 각각의 제1증폭기(4a,4b)들에 의해 처리하기 용이한 신호로 증폭되어 프로세스(5)로 입력되어 프로세스(5)에서 장력 신호로서 다수의 제2증폭기(11,12,13,14)들로 최종 출력되고, 각각의 유압 펌프(32a,32b)들의 구동에 의하여 롤(3)의 양측에 압력을 가하기 위한 한 쌍의 유압 실린더(1a,1b)들과; 상기 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 단부면(7a)에 의해 롤(3)에 가해지는 압력을 측정하기 위하여 각각의 유압 실린더(1a,1b)에 설치되는 압력계(24a,24b)들과; 다수의 상기 제2증폭기(11,12,13,14)중의 일부 증폭기(11,12)들로부터 출력된 전압을 전류로 변환시키기 위한 장력 신호용 V/I변환기(25a,25b)들과; 상기 압력계(24a,24b)로부터 입력된 압력값을 참조하여 0점 처리 및 언로드/온로드 제어 과정을 실시하여, 필요한 압력(기준 압력)으로 유압 실린더(1a,1b)들의 압력을 유지하여, 상기 V/I변환기(25a,25b)들로부터 입력된 데이터와 비교하여 교정을 실시하는 분산 제어 장치(27)를 포함한다.
장력, 로드셀, 유압 실린더, 분산 제어 장치

Description

스트립 장력 시스템 교정장치{Apparatus for correcting strip tension system}
도 1은 종래의 표준 분동에 의한 장력 시스템 교정 방법을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 장력 시스템 교정 장치의 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 장력 시스템 교정 장치에서 사용되는 유압 실린더의 상세도.
도 4는 본 발명에 의한 초기 유압 실린더 중심축이 롤에 접촉하는 순간의 그래프.
도 5는 본 발명에 의한 유압 실린더의 중심축이 롤에 터치된 후의 보정 그래프.
(도면의 주요 부분에 대하 부호의 설명)
1a,1b : 유압 실린더 2a,2b : 로드셀
3 : 롤 11,12,13,14 : 제2증폭기
5 : 프로세스 6a,6b : 서보 밸브
7 : 피스톤 8a,8b : 릴리프 밸브
9a,9b : 에어 밸브 22 : 위치 센서
24a,24b : 압력계 25a,25b : 장력 신호용 V/I변환기
27 : 분산 제어 장치 32a,32b : 유압 펌프
본 발명은 냉연공장이나 소둔 공장 및 도금공장의 냉연강판 또는 도금강판 지지하는 롤의 하부에 설치되어 널리 사용되고 있는 장력 시스템의 교정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 냉연 공장이나 소둔 공장 및 도금공장의 장력 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 롤(103)의 하부 양측에 설치되는 장력 검출용 로드셀(102a,102b)들에 의해 미세 전류(AC mV)가 검출된다. 로드셀(102a,102b)들에 의해 검출된 미세 전류는 제3증폭기(104a,104b)들에 의해 장력 신호를 처리하기 용이한 신호로 증폭된다. 제3증폭기(104a,104b)들에 의해 증폭된 신호는 프로세스(105)에서 조합되어, 프로세서(105)에서 장력 신호로서 제4증폭기(111,112,113,114)들로 최종 출력된다.
제4증폭기(111,112,113,114)중의 증폭기(111)에는 로드셀(102a) 측의 장력이, 제4증폭기(111,112,113,114)중의 증폭기(112)에는 로드셀(102b) 측의 장력이, 제4증폭기(111,112,113,114)중의 증폭기(113)에는 로드셀(102a)과 로드셀(102b)의 합이, 그리고 제4증폭기(111,112,113,114)중의 증폭기(114)에는 로드셀(102a)과 로드셀(102b)의 차가 출력된다.
프로세스(105)에서는 정상(106), 에러(107) 상태가 표시되며, 장력 시스템의 교정은 로드셀(102a,102b)의 상부에 설치되어 있는 롤(103)의 중앙 부분에 강재 와이어(108)가 설치되고, 표준 분동 받침대(101)가 와이어(108)에 의해 롤(103)과 수직으로 고정되어, 필요한 중량의 표준 분동이 표준 분동 받침대(101)에 적재되면서 장력 시스템이 교정된다.
이 때, 장력 시스템의 정확한 교정 작업을 위하여, 먼저 표준 분동 받침대(101), 강재 와이어(108) 및 롤(101)의 중량을 0점 조정 스위치(115)와 외부 신호 드라이버(116)를 이용하여 0점으로 세팅한 후에, 표준 분동을 필요한 무게(기준치)씩 표준 분동 받침대(101)에 쌓아가면서 현장과 제어룸의 프로세스반에서 무전기로 연락(현장 2명, 제어룸 1명)하면서 교정을 2~3회 반복 실시하여 정합성을 확보하게 된다.
그러나, 상기된 바와 같은 종래의 교정 작업은 롤, 강재 와이어, 및 표준 분동 받침대의 설치시나 무거운 표준 분동을 적재할 때 안전사고 발생 위험성이 높고, 교정 작업 시간이 7시간 정도로 과다하게 소요되어 작업 지연 및 생산성이 저하되고, 교정 작업시에는 다수의 인원이 요구됨으로써, 정비 작업 효율성이 저하되었다.
또한, 1회 작업 시간 과다 소요로 인해 평소에는 주기적 교정이 어렵고, 실제 교정 작업은 연 2회 실시함으로써, 장력 시스템의 정합성 확보가 곤란하고 제품의 품질이 저하하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 장력 시스템의 교정시에 안전 사고의 발생을 방지 하는 한편, 정비 작업의 효율성을 증대시키고, 장력 시스템의 정확성을 용이하게 확보할 수 있는 스트립 장력 시스템 교정 장치를 제공하는데 있다.
상기된 바와 같은 목적은, 각각의 로드셀(2a,2b)들에 의해 검출된 미세 전류는 각각의 제1증폭기(4a,4b)들에 의해 처리하기 용이한 신호로 증폭되어 프로세스(5)로 입력되어 프로세스(5)에서 장력 신호로서 다수의 제2증폭기(11,12,13,14)들로 최종 출력되는 스트립 장력 시스템 교정 장치에 있어서, 각각의 유압 펌프(32a,32b)들의 구동에 의하여 롤(3)의 양측에 압력을 가하기 위한 한 쌍의 유압 실린더(1a,1b)들과; 상기 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 단부면(7a)에 의해 롤(3)에 가해지는 압력을 측정하기 위하여 각각의 유압 실린더(1a,1b)에 설치되는 압력계(24a,24b)들과; 다수의 상기 제2증폭기(11,12,13,14)중의 일부 증폭기(11,12)들로부터 출력된 전압을 전류로 변환시키기 위한 장력 신호용 V/I변환기(25a,25b)들과; 상기 압력계(24a,24b)로부터 입력된 압력값을 참조하여 0점 처리 및 언로드/온로드 제어 과정을 실시하여, 필요한 압력(기준 압력)으로 유압 실린더(1a,1b)들의 압력을 유지하여, 상기 V/I변환기(25a,25b)들로부터 입력된 데이터와 비교하여 교정을 실시하는 분산 제어 장치(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 스트립 장력 시스템 교정장치에 의해 달성될 수 있다.
상기에서, 유압 실린더(1a,1b)들은 상기 유압 펌프(32a,32b)들로부터 공급되는 유압에 의하여 전진 작동되는 한편, 상기 분산 제어 장치(27)에 의해 제어되는 에어 밸브(9a,9b)들의 개방에 의해 공급되는 공압에 의하여 후퇴 작동되며, 상기 에어 밸브(9a,9b)들은 피스톤(7)의 위치를 감지하기 위하여 상기 유압 실린더(1a,1b)들에 설치된 위치 센서(22)의 신호에 의해 작동되고, 상기 유압 펌프(32a,32b)들의 작동이 정지하였을 때, 라인에 잔류하는 펌핑 유체는 상기 유압 실린더(11a,1b)들과 상기 유압 펌프(32a,32b)들 사이에 설치되어 분산 제어 장치(27)에 의해 제어되는 한 쌍의 릴리프 밸브(8a,8b)들의 개방에 의하여 바이패스된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 로드 셀(2a,2b)들이 롤(3)의 하부 양측부에 설치되고, 롤(3)의 상부 양측에는 한 쌍의 유압 실린더(1a,1b)들이 설치된다. 유압 실린더(1a,1b)들은 단동 실린더로서, 각 유압 실린더(1a,1b)의 피스톤(7)은 유압에 의하여 전진 작동되고, 공압에 의하여 후퇴 작동된다. 이러한 유압 실린더(1a,1b)들은 각각 한 쌍의 유압 펌프(32a,32b)들에 연결되고, 각각의 유압 펌프(32a,32b)의 구동에 의해 작동되었을 때 롤(3)에 직접 접촉하여, 롤(3)에 압력을 가하기 위한 피스톤(7)을 가진다. 그러므로, 유압 실린더(1a,1b)들은 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)이 전진 작동할 때, 피스톤(7)의 단부면이 롤(3)을 가압하도록 롤(3)에 설치된다.
유압 펌프(32a,32b)들이 분산 제어 장치(27)에 의하여 작동이 제어되므로, 유압 실린더(1a,1b)들 또한 분산 제어 장치(27)에 의하여 그 작동이 제어된다. 분산 제어 장치(27)는 유압 펌프(32a,32b)들과 유압 실린더(1a,1b)들을 연결하는 유압 라인들을 개폐하기 위하여 유압 라인들에 각각 설치되는 한 쌍의 서보 밸브(6a,6b)들을 제어한다. 서보 밸브(6a,6b)들이 분산 제어 장치(27)에 의해 개방되었을 때, 각각의 유압 펌프(32a,32b)들에 의해 펌핑된 유압이 각각의 유압 라인을 통하여 유압 실린더(1a,1b)에 공급될 수 있다.
유압 실린더(1a,1b)들은 상기되고 도 3에 도시된 바와 같이 유압 펌프(32a,32b)들에 의해 펌핑된 유압에 의하여 전진 작동하는 피스톤(7)을 가진다. 피스톤(7)은 전진 작동하였을 때 롤(3)을 가압하는 단부면(7a)을 가진다. 따라서, 피스톤(7)의 단부면(7a)은 유압 펌프(32a,32b)의 작동에 의하여 피스톤(7)이 전진하였을 때 롤(3)과 접촉하여 롤(3)을 가압한다.
유압 펌프(32a,32b)들의 작동이 정지하였을 때, 라인에 잔류하는 펌핑 유체를 바이패스시키기 위하여 한 쌍의 릴리프 밸브(8a,8b)들이 제공되는 한편, 전진 작동된 유압 실린더(1a,1b)의 피스톤(7)을 상승시키기 위하여 압축 공기를 유압 실린더(1a,1b)에 공급하도록 개폐되는 에어 밸브(9a,9b)들이 제공된다. 이러한 릴리프 밸브(8a,8b)들과 에어 밸브(9a,9b)들은 서보 밸브(6a,6b)들이 폐쇄된 후에 작동되도록 분산 제어 장치(27)에 의해 제어된다.
각각의 유압 실린더(1a,1b)는 피스톤(7)이 작동되어 피스톤(7)의 단부면(7a)에 의해 롤(3)에 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력계(24a,24b)들이 설치되어 있으며, 압력계(24a,24b)에 의해 측정된 압력값은 분산 제어 장치(27)로 입력된다. 분산 제어 장치(27)는 이러한 압력계(24a,24b)로부터 입력된 압력값을 참조하여 0점 처리 및 언로드/온로드 제어 과정을 실시하여, 필요한 압력(기준 압력)으로 유압 실린더(1a,1b)들의 압력을 유지하여, 장력 시스템의 제2증폭기(11,12,13,14)중의 일부 증폭기(11,12)들로부터 입력된 데이터와 비교하여 교정을 실시한다.
또한, 각각의 유압 실린더(1a,1b)는 피스톤(7)이 상승할 때 피스톤(7)의 상승 운동을 감지하기 위한 위치 센서(22)가 설치된다. 위치 센서(22)는 피스톤(7)의 상승 위치를 감지하여 분산 제어 장치(27)로 입력하고, 분산 제어 장치(27)는 위치 센서(22)로부터 입력된 데이터에 근거하여, 유압 실린더(1a,1b)들에 설치된 피스톤 셔터(31)를 폐쇄시킨다. 피스톤 셔터(31)는 피스톤(7)을 외부로부터 은폐하기 위한 것이다.
한편, 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 단부면(7a)이 롤(3)의 표면을 가압할 때부터, 피스톤(7)의 단부면(7a)의 단면적과 가해지는 압력의 곱에 비례한 장력이 장력 검출용 로드셀(2a,2b)들에 의해 미세 전류(AC mV)로서 검출된다. 각각의 로드셀(2a,2b)들에 의해 검출된 미세 전류는 상기된 바와 같이 각각의 제1증폭기(4a,4b)들에 의해 처리하기 용이한 신호로 증폭된다. 제1증폭기(4a,4b)들에 의해 증폭된 신호는 프로세스(5)에서 조합되어, 프로세서(5)에서 장력 신호로서 다수의 제2증폭기(11,12,13,14)들로 최종 출력된다.
제2증폭기(11,12,13,14)중의 증폭기(11)에는 로드셀(2a) 측의 장력이, 제2증폭기(11,12,13,14)중의 증폭기(12)에는 로드셀(2b) 측의 장력이, 또한 제2증폭기(11,12,13,14)중의 증폭기(13)에는 로드셀(2a,2b)들에 의하여 검출된 장력의 합이, 그리고 제2증폭기(11,12,13,14)중의 증폭기(14)에는 로드셀(2a,2b)들에 의해 검출된 장력의 차가 전압으로 출력되고, 다수의 제2증폭기(11,12,13,14)중의 일부 증폭기(11,12)들로부터 출력된 전압은 장력 신호용 V/I변환기(25a,25b)들에 의하여 전류로 변환되어, 분산 제어 장치(27)로 입력된다.
또한, 유압 실린더(1a,1b)의 피스톤(7)의 단부면(7a)에 의해 롤(3)에 가해지는 압력은 상기된 바와 같이 각각의 유압 실린더(1a,1b)들에 설치된 압력계(24a,24b)에 의해 측정되어, 분산 제어 장치(27)로 입력된다. 그러므로, 분산 제어 장치(27)는 0점 처리 및 언로드/온로드 제어 과정을 통하여 원하는 압력(기준 압력)으로 유압 실린더(1a,1b)의 압력을 유지하고, 장력 시스템의 제2증폭기(11,12,13,14)중의 일부 증폭기(11,12)로 출력된 신호들과 비교하여 교정을 실시한다.
도 4 및 도 5은 분산 제어 장치(27)에 의한 0점 처리 과정을 도시한 그래프이다. 도 4에서 도면 부호 α는 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 단부면(7a)이 롤(3)에 접촉하기 직전까지 유압 실린더(1a,1b)에 작용하는 압력을 표시하고, 도면 부호 β는 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 단부면(7a)이 롤(3)에 접촉하였을 때 무시할 수 있는 장력(목표 장력의 ±1%)이고, γ는 β조건시의 유압 실린더(1a,1b)들의 압력을 표시하고 이상적인 곡선 보다 실제 곡선이 a점 및 b점과 같이 상승하여 나타낸다.
도 5의 그래프는 분산 제어 장치(27)에 의해 a점과 b점을 0점 처리됨으로써, 실제 곡선을 이상적인 곡선에 일치시킨 상태를 도시한다.
상기된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 스트립 장력 시스템 교정장치의 작동에 대해 간단하게 설명한다.
그러므로, 교정 시퀀스의 설명으로 시퀀스가 가동하면, 먼저 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 셔터(31)가 개방되고, 그런 다음, 서보 밸브(6a,6b)들이 개방되며, 유압 펌프(32a,32b)들이 작동한다. 이 때, 각 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤들은 하강하여, 피스톤의 단부면이 롤(3)의 표면에 접촉한다. 이 때, 유압 실린더(1a,1b)의 피스톤 단부면이 롤(3)의 표면에 접촉하였을 때의 압력과 장력이 0점 으로 처리되고, 그런 다음 언로드/온로드 제어가 실행된다.
언로드(unload)는 분산 제어 장치(27)에 의한 기준치의 +0.1%에서 실행된다. 유압 실린더(1a,1b)로의 유압을 공급하기 위한 유압 라인들에 각각 설치된 릴리프 밸브(8a,8b)들을 이용하여 유압 펌프(32a,32b)들로부터 각각의 유압 실린더(1a,1b)로 공급되는 유압을 바이패스함으로써, 유압 실린더(1a,1b)들에서의 압력이 하강한다. 온로드는 분산 제어 장치(27)에 의한 기준치의 -0.1% 에서는 온로드(on-load)로서 릴리프 밸브(8a,8b)에 의한 차단으로 압력이 상승하는 형태의 언로드/온로드 제어를 적용하여 압력제어를 자동으로 실시함으로서 기준 압력을 유지한다.
다음에, 장력을 확인하고 설정치와 측정치가 같으면 유압 펌프(32a,32b)의 작동이 정지하고 바이패스를 위하여 릴리프 밸브(8a,8b)들이 개방되는 한편 서보 밸브(6a,6b)들이 폐쇄된다. 이후에는 에어 밸브(9a,9b)들을 개방하여 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤을 상승시킨다. 이때, 각각의 유압 실린더(1a,1b)에 설치되는 위치 센서(22)가 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 상승 운동을 감지하고, 에어 밸브(9a,9b)들이 폐쇄되는 한편, 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤 셔터(31)가 폐쇄된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립 장력 시스템 교정장치에 의하면, 장력 시스템의 교정시에 안전 사고의 발생을 방지하는 한편, 정비 작업의 효율성을 증대시키고, 장력 시스템의 정확성을 용이하게 확보할 수 있다.

Claims (2)

  1. 각각의 로드셀(2a,2b)들에 의해 검출된 미세 전류는 각각의 제1증폭기(4a,4b)들에 의해 처리하기 용이한 신호로 증폭되어 프로세스(5)로 입력되어 프로세스(5)에서 장력 신호로서 다수의 제2증폭기(11,12,13,14)들로 최종 출력되는 스트립 장력 시스템 교정 장치에 있어서,
    각각의 유압 펌프(32a,32b)들의 구동에 의하여 롤(3)의 양측에 압력을 가하기 위한 한 쌍의 유압 실린더(1a,1b)들과;
    상기 유압 실린더(1a,1b)들의 피스톤(7)의 단부면(7a)에 의해 롤(3)에 가해지는 압력을 측정하기 위하여 각각의 유압 실린더(1a,1b)에 설치되는 압력계(24a,24b)들과;
    다수의 상기 제2증폭기(11,12,13,14)중의 일부 증폭기(11,12)들로부터 출력된 전압을 전류로 변환시키기 위한 장력 신호용 V/I변환기(25a,25b)들과;
    상기 압력계(24a,24b)로부터 입력된 압력값을 참조하여 0점 처리 및 언로드/온로드 제어 과정을 실시하여, 필요한 압력(기준 압력)으로 유압 실린더(1a,1b)들의 압력을 유지하여, 상기 V/I변환기(25a,25b)들로부터 입력된 데이터와 비교하여 교정을 실시하는 분산 제어 장치(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 장력 시스템 교정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 실린더(1a,1b)들은 상기 유압 펌프(32a,32b)들로부터 공급되는 유압에 의하여 전진 작동되는 한편, 상기 분산 제어 장치(27)에 의해 제어되는 에어 밸브(9a,9b)들의 개방에 의해 공급되는 공압에 의하여 후퇴 작동되며, 상기 에어 밸브(9a,9b)들은 피스톤(7)의 위치를 감지하기 위하여 상기 유압 실린더(1a,1b)들에 설치된 위치 센서(22)의 신호에 의해 작동되고, 상기 유압 펌프(32a,32b)들의 작동이 정지하였을 때, 라인에 잔류하는 펌핑 유체는 상기 유압 실린더(1a,1b)들과 상기 유압 펌프(32a,32b)들 사이에 설치되어 분산 제어 장치(27)에 의해 제어되는 한 쌍의 릴리프 밸브(8a,8b)들의 개방에 의하여 바이패스되는 것을 특징으로 하는 스트립 장력 시스템 교정장치.
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