JP2012090455A - Method and apparatus of controlling roller speed for paper machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize impact of paper breakage on an entire paper machine system by suppressing influence of disturbance on upstream when paper breakage occurs between rollers in the paper machine system.SOLUTION: When tension fluctuation occurs at a real tension fluctuation assumption point between a conveyance roller 4R and a conveyance roller SR, the conveyance roller 4R in a pre-stage needs a torque reference additional output equal to sheet tension coming from the roller SR in a subsequent stage. The sheet tension detected by a tension detection device TD is deducted from an output of a speed controller 13 when the tension fluctuation does not occur at the real tension fluctuation assumption point, so that a torque controller 17 is immediately corrected when the tension fluctuation occurs at the real tension fluctuation assumption point, to impart a torque reference equal to the sheet tension necessary for the conveyance roller 4R to the torque controller 17. Consequently, speed variation can be suppressed at upstream of a real tension fluctuation occurrence point.

Description

この発明は、抄紙機システムにおいて実張力変動に伴う当該ロールの過渡速度変動を抑制して上流側への影響を無くすようにした抄紙機のロール速度制御方法および装置に関する。   The present invention relates to a roll speed control method and apparatus for a paper machine which suppresses a transient speed fluctuation of the roll accompanying an actual tension fluctuation in a paper machine system and eliminates an upstream effect.

抄紙機では、製造される紙(シート材)を搬送するため、ロールの駆動トルクとして、紙の搬送トルクと搬送ロールの機械損トルクと、さらにロール間の張力を維持するための張力分トルクとが必要となる。   In the paper machine, in order to transport the paper (sheet material) to be manufactured, the roll driving torque includes the paper transport torque, the mechanical loss torque of the transport roll, and the tension component torque for maintaining the tension between the rolls. Is required.

抄紙機で紙を製造中に実張力変動が発生すると、実張力変動が発生した部分の後段ロールによる紙の搬送トルクが低下する。このため、前段ロールのトルクが相対的に不足することとなり、実張力変動部分の前段ロールの速度が低下する。その結果、前段ロールの上流部分に紙の弛みが連鎖発生するため、弛んだ紙が前段ロールへの巻き込みなどにより上流部分で破断が発生するなど、破断の連鎖が発生することとなる。   When actual tension fluctuations occur during the production of paper by a paper machine, the paper transport torque by the subsequent roll of the part where the actual tension fluctuations occur decreases. For this reason, the torque of the front roll is relatively insufficient, and the speed of the front roll at the actual tension fluctuation portion is reduced. As a result, a slack of paper is generated in the upstream portion of the preceding roll, and a broken chain is generated, for example, the loose paper is broken in the upstream portion due to being caught in the previous roll.

このように抄紙機システムにおいては、一旦断紙が発生し破断部分が拡大した場合、再通紙のために操業効率の低下が発生するのを避けるために、実張力変動が発生した場合でも上流部分へ影響を与えない制御を行うことが要望されている。   In this way, in the paper machine system, once a paper break occurs and the broken part expands, in order to avoid a decrease in operation efficiency due to re-passage, even if an actual tension fluctuation occurs, the upstream side It is desired to perform control without affecting the part.

三浦雅浩“製紙設備用ドライブシステムの近況”紙パ技協誌 第64巻 第3号 2010年3月Masahiro Miura “Current Status of Drive Systems for Paper Manufacturing Equipment” Paper Journal, Vol. 64, No. 3, March 2010

上述したように、従来装置においては、実張力変動が発生した際、実張力変動発生箇所の後段ロールによって発生していた張力分のトルクが急激に低下し、その結果、上流側ロールに速度変動が発生しシート材のたるみ等が発生、更に上流でも実張力変動に繋がるという問題がある。   As described above, in the conventional apparatus, when the actual tension fluctuation occurs, the torque corresponding to the tension generated by the subsequent roll of the actual tension fluctuation occurrence point rapidly decreases, and as a result, the speed fluctuation occurs in the upstream roll. Occurs, the sheet material sags, etc., and further leads to fluctuations in actual tension upstream.

そこで非特許文献1に記載のように、断紙検出手段によって断紙が検出された時点でロール間で実張力変動が発生するとして、張力変動分に相当するトルク補正信号を加算するシステムも考えられる。しかし、このシステムでは、断紙検出手段を必要とするのみならず、断紙検出時点において瞬時に対応せねばならないため、制御応答に遅れが生じ、十分な制御ができないという不具合がある。   Therefore, as described in Non-Patent Document 1, a system for adding a torque correction signal corresponding to the tension fluctuation is considered, assuming that an actual tension fluctuation occurs between the rolls when the paper break detecting means detects the paper break. It is done. However, this system not only requires a paper break detection means, but also has a problem that a control response is delayed and sufficient control cannot be performed because it must respond instantaneously at the time of paper break detection.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、既存の張力検出手段を利用してロール間の張力分トルクを算出、補正することにより、新たに断紙検出手段を追加することなく、実張力変動時に発生する他セクションへの影響を抑制することが可能な過渡速度変動を抑制する機能を備えた抄紙機のロール速度制御方法および装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by calculating and correcting the torque corresponding to the tension between the rolls using the existing tension detection means, the actual tension can be obtained without adding a new sheet breakage detection means. It is an object of the present invention to provide a roll speed control method and apparatus for a paper machine having a function of suppressing transient speed fluctuations that can suppress the influence on other sections that occur during fluctuations.

上記の目的を達成するために、本発明による抄紙機のロール速度制御方法は、速度制御の対象となる駆動ロールと後段ロールとの間を流れるシート材のロール間の張力を張力検出手段により検出し、検出されたロール間の張力と、前記駆動ロールの半径と、前記駆動ロールと前記駆動電動機間の変速比に基づいて駆動電動機軸換算の後段ロール間張力分トルクをトルク演算手段により演算し、演算された張力分トルク信号を後段ロールによる張力分トルク補正値として前記駆動ロールに対する速度制御信号から常時減じることで前記駆動ロールの過渡速度変動を抑制することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the roll speed control method of the paper machine according to the present invention detects the tension between the rolls of the sheet material flowing between the drive roll and the latter stage roll to be controlled by the tension detection means. The torque calculating means calculates a torque corresponding to the tension between the subsequent rolls of the drive motor shaft based on the detected tension between the rolls, the radius of the drive roll, and the gear ratio between the drive roll and the drive motor. Further, the calculated tension component torque signal is always subtracted from the speed control signal for the drive roll as a tension component torque correction value for the subsequent roll, thereby suppressing the transient speed fluctuation of the drive roll.

また、本発明による抄紙機のロール速度制御装置は、速度制御の対象となる駆動ロールと後段ロールとの間を流れるシート材のロール間張力を検出する張力検出手段と、前記駆動ロールを回転させる駆動電動機を駆動制御する駆動制御手段と、前記駆動電動機に対する速度基準信号に基づいて速度制御信号を生成する速度制御手段と、前記張力検出手段によって検出されたロール間張力と、前記駆動ロールの半径と、前記駆動ロールと前記駆動電動機間の変速比に基づいて駆動電動機軸換算の後段ロール間張力分トルクを演算するトルク演算手段と、演算された張力分トルク信号を後段ロールによる張力分トルク補正値として前記速度制御手段から出力される速度制御信号から常時減じることで前記駆動ロールの過渡速度変動を抑制する速度抑制手段と、を具備することを特徴としている。   A roll speed control device for a paper machine according to the present invention includes a tension detection means for detecting a tension between rolls of a sheet material that flows between a drive roll and a subsequent roll that are speed control targets, and rotates the drive roll. Drive control means for driving and controlling the drive motor, speed control means for generating a speed control signal based on a speed reference signal for the drive motor, tension between rolls detected by the tension detection means, and radius of the drive roll A torque calculating means for calculating a torque corresponding to the tension between the subsequent rolls of the drive motor shaft based on a gear ratio between the drive roll and the drive motor, and a torque correction for the tension by the subsequent rolls of the calculated tension torque signal. Speed that suppresses transient speed fluctuation of the drive roll by constantly subtracting as a value from the speed control signal output from the speed control means It is characterized by comprising a control means.

また、前記速度抑制手段は、演算された張力分トルク信号の極性を反転させた反転信号を生成する極性反転手段と、生成された反転信号を前記速度制御手段から出力される速度制御信号に常時加算する加算手段とから成ることを特徴としている。   In addition, the speed suppressing means always generates a polarity reversing means for reversing the polarity of the calculated torque signal for the tension, and the generated reversing signal is always used as a speed control signal output from the speed control means. It is characterized by comprising addition means for adding.

本発明によれば、当該ロール間で実張力変動が発生した場合、後段ロールによってシートに与えられていた張力分トルクが喪失するが、常時速度制御信号から減算されている張力分トルク補正値が追従し、後段ロールによる張力分トルク喪失分を当該ロールに与えることができ、速度制御装置の出力は一定のまま制御できるため当該ロールの速度変動を抑制することができる。   According to the present invention, when the actual tension fluctuation occurs between the rolls, the tension torque applied to the sheet by the subsequent roll is lost, but the tension torque correction value subtracted from the speed control signal is always The amount of torque lost by the tension of the subsequent roll can be applied to the roll, and the output of the speed control device can be controlled while being constant, so that fluctuations in the speed of the roll can be suppressed.

したがって、実張力変動時に前段ロールが必要なトルクを急峻な変動を起こすことなく当該ロールに与えることができる。また実張力変動発生前から継続して補正値を加算し続けることで、独立した断紙検出装置などを用いることなく、実張力変動時に発生する速度変動を抑制することができ、当該ロール及び上流ロール間に発生するシート材の張力変動を回避することができる。   Therefore, the torque required for the preceding roll when the actual tension fluctuates can be applied to the roll without causing a steep fluctuation. Further, by continuing to add the correction value before occurrence of the actual tension fluctuation, it is possible to suppress the speed fluctuation that occurs during the actual tension fluctuation without using an independent sheet breakage detection device. Variations in the tension of the sheet material occurring between the rolls can be avoided.

本発明に係る装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the apparatus which concerns on this invention. 図1に示す実施形態の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of embodiment shown in FIG. 張力補償をしない従来制御の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the conventional control which does not carry out tension compensation. 非特許文献1に記載の従来制御の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the conventional control described in the nonpatent literature 1.

以下、本発明による過渡速度変動を抑制することを特徴とする抄紙機のロール速度制御装置の一実施形態を図1に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a roll speed control device for a paper machine, which is characterized by suppressing transient speed fluctuations according to the present invention, will be described with reference to FIG.

図1に示すように、この実施形態では、3Dスタンドのロール3Rを通過した紙(以下、「シート材」とも称する)1は、プレドライヤパートを構成する4Dスタンドのロール4R、サイズプレスパートを構成するSZスタンドのロールSR、ドライパートを構成する5Dスタンドの搬送ロール5Rを通過して搬送されているものとし、4Dスタンドの搬送ロール4Rのロール速度を速度制御の対象として説明する。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, paper (hereinafter also referred to as “sheet material”) 1 that has passed through a roll 3R of a 3D stand is a roll 4R of a 4D stand that constitutes a pre-dryer part, and a size press part. It is assumed that the roll is transported through the roll SR of the SZ stand that constitutes and the transport roll 5R of the 5D stand that constitutes the dry part, and the roll speed of the transport roll 4R of the 4D stand will be described as an object of speed control.

本実施形態におけるロール速度制御装置11は、4Dスタンドの搬送ロール4Rを駆動する電動機Mを速度制御するものであり、速度制御器13と、加算器15と、トルク制御器17と、張力/トルク変換器19と、極性反転器21とを備えている。また、図中、TDは、4Dスタンドの搬送ロール4RとサイズプレスパートSZの搬送ロールSRとの間を通過するシート材1の張力を検出する張力検出器を示しており、その検出信号T2fbkは張力/トルク変換器19に出力される一方、一般的に行われている後段ロールの張力補正制御用として図示しない制御部に供給されている。また、RVは電動機Mの速度を検出する速度検出器である。   The roll speed control device 11 in the present embodiment controls the speed of the electric motor M that drives the transport roll 4R of the 4D stand, and includes a speed controller 13, an adder 15, a torque controller 17, and tension / torque. A converter 19 and a polarity inverter 21 are provided. In the figure, TD denotes a tension detector that detects the tension of the sheet material 1 passing between the transport roll 4R of the 4D stand and the transport roll SR of the size press part SZ, and the detection signal T2fbk is While being output to the tension / torque converter 19, it is supplied to a control unit (not shown) for tension correction control of the latter-stage roll that is generally performed. RV is a speed detector that detects the speed of the motor M.

速度制御器13は、電動機角速度基準信号ωrefと電動機Mの速度検出器RVからフィードバックされた電動機角速度帰還信号ωfbkとを入力してその偏差をゼロにする速度制御信号ASRoutを生成する。   The speed controller 13 receives the motor angular speed reference signal ωref and the motor angular speed feedback signal ωfbk fed back from the speed detector RV of the motor M, and generates a speed control signal ASRout that makes the deviation zero.

加算器15は、速度制御信号ASRoutから張力分トルク補償信号τc(ten)を加算したトルク基準信号τrefを生成する。   The adder 15 generates a torque reference signal τref obtained by adding the tension torque compensation signal τc (ten) from the speed control signal ASRout.

トルク制御器17は、トルク基準信号τrefを入力してベクトル演算を実行するベクトル制御部23と、速度制御器出力信号を生成して電動機Mを駆動制御するインバータ回路部25とから構成されている。   The torque controller 17 includes a vector control unit 23 that receives the torque reference signal τref and executes vector calculation, and an inverter circuit unit 25 that generates a speed controller output signal and controls the motor M. .

張力/トルク変換器19は、張力検出器TDで検出された張力検出信号T2fbkを入力して電動機軸換算張力分トルク信号τmot(ten)を生成する。   The tension / torque converter 19 receives the tension detection signal T2fbk detected by the tension detector TD, and generates a motor shaft equivalent tension torque signal τmot (ten).

極性反転器21は、入力した電動機軸換算張力分トルク信号τmot(ten)の極性を反転させた張力分トルク補償信号τc(ten)を生成して加算器15に出力する。   The polarity inverter 21 generates a tension torque compensation signal τc (ten) obtained by inverting the polarity of the input motor shaft converted tension torque signal τmot (ten) and outputs the tension torque compensation signal τc (ten) to the adder 15.

以上の構成において、シート材1は、搬送ロール4Rとその後段の搬送ロールSRによって図中の右方向に搬送されている。搬送ロール4Rは電動機Mによって駆動されており、電動機Mはトルク制御器17によってトルク・速度制御されている。張力検出器TDは、搬送ロール4Rと搬送ロールSRの間のシート材1のシート張力値を検出している。張力/トルク変換器19では、搬送ロールSRの径及びギア比等の機械定数と、張力検出器TDにより検出されたシート張力値とから張力分トルク(電動機軸換算張力分トルク信号)を算出している。極性反転器21は張力分トルクの極性を反転して速度制御器13の出力に加算している。   In the above configuration, the sheet material 1 is conveyed rightward in the drawing by the conveyance roll 4R and the subsequent conveyance roll SR. The transport roll 4 </ b> R is driven by an electric motor M, and the electric motor M is torque / speed controlled by a torque controller 17. The tension detector TD detects the sheet tension value of the sheet material 1 between the transport roll 4R and the transport roll SR. The tension / torque converter 19 calculates a torque for the tension (motor shaft equivalent tension signal) from the mechanical constants such as the diameter and gear ratio of the transport roll SR and the sheet tension value detected by the tension detector TD. ing. The polarity inverter 21 reverses the polarity of the torque corresponding to the tension and adds it to the output of the speed controller 13.

本発明で想定している実張力変動想定箇所は搬送ロール4Rと搬送ロールSRの間で起こる実張力変動である。実張力変動想定箇所で実張力変動が発生すると搬送ロール4Rは搬送ロールSRが発生しているシート張力相当のトルクを受ける事が無くなり、搬送ロール4Rの後段の搬送ロールSRから受けるトルクが不足することになり速度変動が発生する。   The assumed part of actual tension fluctuation assumed in the present invention is actual tension fluctuation occurring between the transport roll 4R and the transport roll SR. When actual tension fluctuation occurs at the actual tension fluctuation assumed position, the transport roll 4R does not receive the torque corresponding to the sheet tension generated by the transport roll SR, and the torque received from the transport roll SR downstream of the transport roll 4R is insufficient. As a result, speed fluctuation occurs.

シート材1が正常に搬送されている状態では張力検出器TDで検出したシート張力に相当するトルク値が張力/トルク変換器19により算出され、極性反転器21で反転され、この反転信号がトルク補正値(張力分トルク補償信号τc(ten))としてトルク制御器17に入力されるトルク指令値に加算される。定常状態では搬送ロール4Rに必要な張力分トルクは搬送ロールSRが発生しているため、速度制御器13は搬送ロール4Rの搬送トルクに加えて搬送ロールSRが発生している張力分トルクを合わせてトルク基準として出力しているが、本実施形態では、過度速度変動を抑制するために、極性反転器21の出力が加算器15にて加算されており、トルク制御器17には搬送ロール4Rの搬送トルク分だけが入力されている。   In a state where the sheet material 1 is normally conveyed, a torque value corresponding to the sheet tension detected by the tension detector TD is calculated by the tension / torque converter 19 and inverted by the polarity inverter 21, and this inverted signal is the torque. It is added to the torque command value input to the torque controller 17 as a correction value (tension torque compensation signal τc (ten)). In the steady state, the torque for the tension required for the transport roll 4R is generated by the transport roll SR. Therefore, the speed controller 13 matches the torque for the tension generated by the transport roll SR in addition to the transport torque of the transport roll 4R. However, in this embodiment, the output of the polarity inverter 21 is added by the adder 15 in order to suppress excessive speed fluctuations, and the torque controller 17 includes the transport roll 4R. Only the conveyance torque of is input.

この状態で、搬送ロール4Rと搬送ロールSRとの間の実張力変動想定箇所付近で実張力変動が発生し、ロール間の張力が低下すると、張力検出器TDにより検出される張力が低下し、張力/トルク変換器19の出力が低下する。これにより、トルク補正値(張力分トルク補償信号τc(ten))が低下し、あらかじめ算出された搬送ロール4Rの搬送トルクと張力分トルクの合計値がトルク制御器17に与えられ、搬送ロール4Rが必要とするトルク値の適正値まで瞬時に追従することができる。これにより、搬送ロール4Rは速度変動を発生することなく運転を継続することでき、上流セクションへの破断の連鎖を抑制することができる。   In this state, when an actual tension fluctuation occurs near the actual tension fluctuation assumed portion between the transport roll 4R and the transport roll SR, and the tension between the rolls decreases, the tension detected by the tension detector TD decreases, The output of the tension / torque converter 19 decreases. As a result, the torque correction value (tension-related torque compensation signal τc (ten)) decreases, and the total value of the conveyance torque and the tension-related torque calculated in advance is given to the torque controller 17, and the conveyance roll 4R. It is possible to instantaneously follow up to an appropriate value of the torque value required. Thereby, the conveyance roll 4R can continue an operation | movement, without generating a speed fluctuation | variation, and can suppress the chain of the fracture | rupture to an upstream section.

張力/トルク変換器19で生成される電動機軸換算張力分トルク信号τmot(Ten)[N・m]は以下の式(1)により求めることができる。   The motor shaft equivalent tension component torque signal τmot (Ten) [N · m] generated by the tension / torque converter 19 can be obtained by the following equation (1).

τmot(Ten)=r・G・Ten2・・・(1)
但し、r:ロール半径、G:減速比、Ten2:搬送ロール4Rと搬送ロールSRとの間の張力
以上のように本発明の実施形態によれば、従来より存在する張力検出器TDを使用することで、抄紙機ラインに新しい検出装置を追加することなく実張力変動による速度変動を抑制することができる。
τmot (Ten) = r · G · Ten2 (1)
However, r: roll radius, G: reduction ratio, Ten2: tension between the transport roll 4R and the transport roll SR As described above, according to the embodiment of the present invention, the existing tension detector TD is used. This makes it possible to suppress speed fluctuations due to actual tension fluctuations without adding a new detection device to the paper machine line.

<実施形態の効果の検証>
次に、本実施形態の作用効果を従来技術と比較しつつ説明する。
<Verification of effect of embodiment>
Next, the effect of this embodiment is demonstrated, comparing with a prior art.

図2は、本発明の実施形態である張力分トルクを常時補正する場合の作用効果を検証するための特性図、図3は、張力分トルクを補正しない場合の特性図、図4は、張力分トルクを瞬時補正する場合の特性図である。各図において、(a)は時間に対する張力を示す特性図、(b)は時間に対する4Dスタンド(搬送ロール4R)の負荷トルク(ロール軸におけるトルク)を示す特性図、(c)は時間に対する4Dスタンドの電動機出力トルクを示す特性図、(d)は4Dスタンドの張力分トルク補正を示す特性図、(e)は4Dスタンドの電動機角速度を示す特性図である。   FIG. 2 is a characteristic diagram for verifying the operational effect when the tension component torque according to the embodiment of the present invention is always corrected, FIG. 3 is a characteristic diagram when the tension component torque is not corrected, and FIG. It is a characteristic view in the case of instantaneously correcting the minute torque. In each figure, (a) is a characteristic diagram showing the tension with respect to time, (b) is a characteristic diagram showing the load torque (torque at the roll shaft) of the 4D stand (conveying roll 4R) with respect to time, and (c) is 4D with respect to time. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the motor output torque of the stand, (d) is a characteristic diagram showing torque correction for the tension of the 4D stand, and (e) is a characteristic diagram showing the motor angular velocity of the 4D stand.

各図の(a)に示すように、紙は、3Dスタンド(搬送ロール3R)から4Dスタンドを出て5Dスタンド(搬送ロール5R)に流れていくものとし、5Dスタンドの入り側直前で時間t2時点で断紙が発生したものと想定する。(a)中、Ten1は3Dスタンドと4Dスタンド間の張力、Ten2は4DスタンドとSDスタンドとの間の張力を示している。   As shown in (a) of each figure, it is assumed that the paper exits the 4D stand from the 3D stand (conveying roll 3R) and flows to the 5D stand (conveying roll 5R), and the time t2 immediately before entering the 5D stand. Assume that a paper break occurred at that time. In (a), Ten1 indicates the tension between the 3D stand and the 4D stand, and Ten2 indicates the tension between the 4D stand and the SD stand.

(b)に示すように、3Dスタンドと4Dスタンド間で順次通紙中における4Dスタンドの負荷トルクは、電動機の機械損(メカニカルロス)に起因する出力トルクτ(Mech)と、上流側から引っ張られる張力Ten1に起因する出力トルク信号(電動機軸換算張力トルク信号)τ(Ten1)と、逆に下流側から引っ張られる張力Ten2に起因する出力トルク信号(電動機軸換算張力トルク信号)τ(Ten2)を合計した値となる。すなわち、4Dスタンドの電動機出力トルクτmotは、
τmot=τmot(Ten1)+τmot(Mech)−τmot(Ten2)・・・(2)
となる。
As shown in (b), the load torque of the 4D stand during the passage of paper sequentially between the 3D stand and the 4D stand is the output torque τ (Mech) caused by the mechanical loss of the motor and the pulling from the upstream side. Output torque signal (motor shaft equivalent tension torque signal) τ (Ten1) caused by the tension Ten1 applied, and output torque signal (motor shaft equivalent tension torque signal) τ (Ten2) caused by the tension Ten2 pulled from the downstream side. Is the total value. That is, the motor output torque τmot of the 4D stand is
τmot = τmot (Ten1) + τmot (Mech) −τmot (Ten2) (2)
It becomes.

従って、実際の電動機出力トルクτmotは、図2(c)に太い破線で示すような曲線となる。   Accordingly, the actual motor output torque τmot is a curve as shown by a thick broken line in FIG.

本発明の実施形態では、図2(d)に示すように、断紙発生前の時点で、予め4Dスタンドの搬送ロール4Rの出側で検出される張力分のトルク補正量(電動機軸換算張力分トルク信号)τmot(ten)を反転させた信号τc(ten)を加えておくようにしている。   In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2 (d), the torque correction amount (the motor shaft equivalent tension) corresponding to the tension detected in advance on the exit side of the transport roll 4R of the 4D stand before the occurrence of the paper break. The signal τc (ten) obtained by inverting the minute torque signal τmot (ten) is added.

すなわち、速度制御器出力に常時、張力分トルクτ(Ten2)相当の−極性の補正信号が与えられることにより、断紙によるτ(Ten2)喪失がフィードフォワード制御としてトルク基準を補償し、速度制御器出力は変化しなくて良いこととなる。あるいは、張力分トルク補償の後差分だけを制御すれば良いこととなる。   In other words, when a negative polarity correction signal equivalent to the tension torque τ (Ten2) is always given to the speed controller output, the loss of τ (Ten2) due to a paper break compensates the torque reference as feedforward control, and speed control The instrument output does not have to change. Alternatively, it is only necessary to control the difference after the torque compensation for the tension.

また、図2(e)に示すように、断紙発生時には僅かに角速度が落ちる。なお、図中二点鎖線で示す曲線は補正無しの場合であり、大きく落ち込んでいることが分かる。本実施形態では、僅かな落ち込むで済んでいる。これは張力分トルクτ(ten2)の変化分が、常時フィードフォワード制御としてトルク基準を補償しているため、張力分トルクが急変動しても速度変動を低く抑えることができるためである。したがって、図2(d)に示すように、断紙発生時には、張力分トルク検出信号に多少の遅れはあるものの、図2(c)に斜線で示すように、実負荷トルクと電動機出力トルクとの差は僅かなものであり、確実に補償されていることが理解できる。   Further, as shown in FIG. 2 (e), the angular velocity slightly decreases when a paper break occurs. In addition, the curve shown with a dashed-two dotted line is a case where there is no correction | amendment, and it turns out that it has fallen largely. In this embodiment, a slight depression is sufficient. This is because the change in the tension component torque τ (ten2) compensates for the torque reference as a constant feed-forward control, so that the speed variation can be kept low even if the tension component torque changes suddenly. Therefore, as shown in FIG. 2 (d), when a paper break occurs, although there is a slight delay in the torque detection signal corresponding to the tension, the actual load torque and the motor output torque are It can be understood that the difference is small and is surely compensated.

<張力分トルクを補正しない場合>
図3(e)に示すように、張力分トルクを何ら補正しない場合には、断紙発生時において、4Dスタンドの電動機角速度が大きく落ち込んでいる。これは、速度制御系の負荷応答特性により速度低下量、回復応答時間が決定されるためである。速度低下により、図3(c)に斜線で示すように、実負荷トルクと電動機出力トルクとの差が大きいことが分かる。したがって、補正無しの場合、隣接上流側の紙が弛み、断紙が波及してしまうという不具合が生じる。
<When the torque for tension is not corrected>
As shown in FIG. 3E, when the torque corresponding to the tension is not corrected at all, the motor angular speed of the 4D stand is greatly reduced when the paper break occurs. This is because the speed reduction amount and the recovery response time are determined by the load response characteristics of the speed control system. It can be seen that the difference between the actual load torque and the motor output torque is large due to the decrease in speed, as indicated by the diagonal lines in FIG. Therefore, in the case of no correction, there is a problem that the adjacent upstream side paper is loosened and the paper breakage spreads.

<断紙発生時に張力トルクを補正する場合(非特許文献1に記載の瞬時補正)>
図4(c)に示すように、断紙発生時に張力分トルクを補正する場合には、断紙検出から実際に張力補正がされるまでの補正遅れ時間tdが発生してしまう。したがって、この遅れ時間td分だけ実際の電動機出力トルクも遅れて出力されることとなる。また、図中、斜線で示すように、本実施形態の場合と比較して実負荷トルクと電動機出力トルクとの差も大きいものとなっている。遅れ時間tdは2秒程度であり、断紙が発生していないのに断紙発生と誤判定されてしまうという不具合もある。本実施形態では、常時、張力分トルクを補正しているので、遅れ時間を極力短くすることができ、これにより、断紙発生の誤判定も回避することができる。
<When tension torque is corrected when a paper break occurs (instant correction described in Non-Patent Document 1)>
As shown in FIG. 4C, when the tension torque is corrected when a paper break occurs, a correction delay time td from when the paper break is detected until the tension is actually corrected occurs. Therefore, the actual motor output torque is also delayed by this delay time td. Further, as indicated by the hatched lines in the figure, the difference between the actual load torque and the motor output torque is larger than that in the case of the present embodiment. The delay time td is about 2 seconds, and there is a problem in that it is erroneously determined that a paper break has occurred although no paper break has occurred. In the present embodiment, since the torque corresponding to the tension is always corrected, the delay time can be shortened as much as possible, thereby preventing erroneous determination of the occurrence of a sheet break.

1 シート材
3R,4R,SR,5R 搬送ロール
11 ロール速度制御装置
13 速度制御器
15 加算器
17 トルク制御器
19 張力/トルク変換器(トルク演算手段)
21 極性反転器(速度抑制手段)
23 ベクトル制御部
25 インバータ制御部
TD 張力検出器
RV 速度検出器
17 加算器(速度抑制手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sheet | seat material 3R, 4R, SR, 5R Conveyance roll 11 Roll speed control apparatus 13 Speed controller 15 Adder 17 Torque controller 19 Tension / torque converter (torque calculating means)
21 Polarity reverser (speed control means)
23 Vector control unit 25 Inverter control unit TD Tension detector RV Speed detector 17 Adder (speed suppression means)

Claims (3)

速度制御の対象となる駆動ロールと後段ロールとの間を流れるシート材のロール間の張力を張力検出手段により検出し、
検出されたロール間の張力と、前記駆動ロールの半径と、前記駆動ロールと前記駆動電動機間の変速比に基づいて駆動電動機軸換算の後段ロール間張力分トルクをトルク演算手段により演算し、
演算された張力分トルク信号を後段ロールによる張力分トルク補正値として前記駆動ロールに対する速度制御信号から常時減じることで前記駆動ロールの過渡速度変動を抑制する、
ことを特徴とする抄紙機のロール速度制御方法。
The tension between the rolls of the sheet material flowing between the drive roll and the subsequent roll that is the target of speed control is detected by the tension detection means,
The torque calculation means calculates the torque corresponding to the tension between the subsequent rolls of the drive motor shaft based on the detected tension between the rolls, the radius of the drive roll, and the gear ratio between the drive roll and the drive motor,
Suppressing the transient speed fluctuation of the driving roll by constantly subtracting the calculated tension torque signal from the speed control signal for the driving roll as a tension torque correction value for the subsequent roll.
A roll speed control method for a paper machine.
速度制御の対象となる駆動ロールと後段ロールとの間を流れるシート材のロール間張力を検出する張力検出手段と、
前記駆動ロールを回転させる駆動電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
前記駆動電動機に対する速度基準信号に基づいて速度制御信号を生成する速度制御手段と、
前記張力検出手段によって検出されたロール間張力と、前記駆動ロールの半径と、前記駆動ロールと前記駆動電動機間の変速比に基づいて駆動電動機軸換算の後段ロール間張力分トルクを演算するトルク演算手段と、
演算された張力分トルク信号を後段ロールによる張力分トルク補正値として前記速度制御手段から出力される速度制御信号から常時減じることで前記駆動ロールの過渡速度変動を抑制する速度抑制手段と、
を具備することを特徴とする抄紙機のロール速度制御装置。
Tension detecting means for detecting the tension between the rolls of the sheet material flowing between the drive roll and the subsequent-stage roll that are targets of speed control;
Drive control means for driving and controlling a drive motor for rotating the drive roll;
Speed control means for generating a speed control signal based on a speed reference signal for the drive motor;
Torque calculation for calculating the torque corresponding to the tension between the subsequent rolls of the drive motor shaft based on the tension between the rolls detected by the tension detection means, the radius of the drive roll, and the gear ratio between the drive roll and the drive motor. Means,
Speed suppression means for suppressing the transient speed fluctuation of the drive roll by constantly subtracting the calculated tension torque signal from the speed control signal output from the speed control means as a tension torque correction value for the subsequent roll;
A roll speed control device for a paper machine, comprising:
請求項2に記載の抄紙機のロール速度制御装置において、
前記速度抑制手段は、演算された張力分トルク信号の極性を反転させた反転信号を生成する極性反転手段と、生成された反転信号を前記速度制御手段から出力される速度制御信号に常時加算する加算手段とから成ることを特徴とする抄紙機のロール速度制御装置。
In the roll speed control device of the paper machine according to claim 2,
The speed suppression means always adds a polarity inversion means for generating an inverted signal obtained by inverting the polarity of the calculated torque signal for the tension, and adds the generated inversion signal to the speed control signal output from the speed control means. A roll speed control device for a paper machine, characterized by comprising an adding means.
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CN109534063A (en) * 2018-11-30 2019-03-29 长春工业大学 More motor coupled system indirect tension control methods based on multiple agent

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