JP2507549B2 - リワインダ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、紙や鋼板等のシート状材料を巻取るリワイ
ンダ制御装置に係わり、特に始動時に巻取り側電動機を
設定（目標）速度へ短時間に到達させる手段を設けたリ
ワインダ制御装置に関する。

（従来の技術） この種のリワインダ装置には種々の構成のものがあ
る。その１つは第３図に示す如く巻芯１側とロール２を
対接させた状態で巻取り側電動機３によりロール２を図
示矢印方向に駆動しながらアンワインダ４からのシート
状材料５を巻芯１へ巻取るものであり、他の１つは第４
図に示すように主動ロール２′と従動ロール６を所定距
離離して配置すると共に、これら両ロール２′,6に当接
するように巻芯１を押圧し、前述同様に巻取り側電動機
３で主動ロール２′を駆動しながらアンワインダ４から
のシート状材料５を巻芯１へ巻取るものである。７は巻
取りコイルである。

しかして、上記リワインダ装置においては、巻取り側
電動機３の運転によってロール2,2′を駆動し、アンワ
インダ４から製品として求められる所定長さのシート状
材料５を巻芯１へ巻取るために運転，停止を繰返すが、
さらに所定の長さのシート状材料５を巻取る途中でシー
ト状材料５に欠陥部分があればその部分を除去するため
に運転を停止し、欠陥部分除去後継ぎ足して再び運転を
再開し、欠陥部分その他のトラブルが発生する度に上記
運転停止，運転再開を繰返しながら所定長さのシート材
料５を巻取るものである。

従って、リワインダ装置は、以上のような欠陥部分お
よびトラブルの発生する度に運転停止を繰り返すが、こ
の停止状態から運転状態に入る時の状況は常に一定とは
限らない。例えば巻取り途中での欠陥部分除去作業後の
運転再開の場合には、巻取りコイル７の巻き太り状態が
異なり、また紙の銘柄等により紙密度，紙幅，紙厚さ，
表面状態等が異なり、それに応じてシート材料５の張力
値を変更するので、これらの変更に応じながらも最短の
操業運転を行うためにはその都度加速時間を設定変更す
る必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上のようなリワインダ装置では、操作員が
その都度加速時間の設定変えを行っているが、その加速
時間の設定に無理がある場合には設定された巻取速度に
到達する前に巻取り側電動機の過負荷耐量を超過して運
転停止を余儀なくされる。この場合には紙切れが発生
し、運転再開までに時間がかかり、ひいては操業時間の
損失を招く問題がある。

一方、加速時間の設定に余裕があり過ぎると、これま
た同様に操業効率が悪くなり、同様に操業上の損失が大
きい。

本発明は以上のような不具合を除去するためになされ
たもので、巻取り側電動機の加速時，電動機の能力を最
大限に生かしつつ常に短時間で設定速度に到達させ得、
よって高効率の操業を確保しうるリワインダ制御装置を
提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、加速時に負荷状態から巻
取り側電動機の過負荷耐量に達する時点を適確に予測し
トラブルによる運転停止をなくして安定な運転を確保す
るリワインダ制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明によるリワインダ制御装置は、上記目的を達成
するために、巻取り側電動機を制御しながらシート状材
料を巻き取るリワインダ制御装置において、 前記巻き取り側電動機の負荷電流を検出する負荷電流
検出器と、この負荷電流検出器によって検出される負荷
電流と前記巻取り側電動機の許容最大電流とを比較し、
前記負荷電流が前記許容最大電流に達するまで加速度増
判定信号を出力し、前記負荷電流が前記許容最大電流に
達したとき加速度一定判定信号を出力し、かつ、前記負
荷電流が前記許容最大電流を越えたとき加速度減判定信
号を出力する加速度判定手段と、この加速度判定手段か
ら前記加速度増判定信号を受けているとき前記負荷電流
が前記許容最大電流に達するまで加速度を増加させ、前
記加速度一定判定信号を受けているとき一定加速度と
し、前記加速度減判定信号を受けているとき前記負荷電
流が前記許容最大電流を越えた状態から当該許容最大電
流になるまで加速度を減少させる加速度発生部と、この
加速度発生部から出力される加速度を速度変換し、この
変換後の速度を基準速度信号として前記巻取り側電動機
の速度制御に用い、かつ、この基準速度信号が設定速度
に近づいたとき前記加速度発生部へ加速度を下げさせる
ための信号を送出する基準速度演算手段とを設けた構成
である。

また、他の発明によるリワインダ制御装置は、前記巻
取り側電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出器と、
この負荷電流検出器によって検出された負荷電流と前記
巻取り側電動機の許容最大電流とを比較し、前記負荷電
流が許容最大電流に達するまで加速度を増加させ、前記
負荷電流が前記許容最大電流に達したとき一定加速度と
し、かつ、前記負荷電流が前記許容最大電流を越えたと
き前記負荷電流が前記許容最大電流を越えた状態から当
該許容最大電流になるまで加速度を減少させる加速度発
生手段と、この加速度発生手段から出力される加速度を
速度変換し、この変換後の速度を基準速度信号として前
記巻取り側電動機の速度制御に用い、かつ、この基準速
度信号が設定速度に近づいたとき前記加速度発生部へ加
速度を下げさせるための信号を与える基準速度演算手段
と、前記負荷電流検出器によって検出される負荷電流の
うち定格電流を越えた分の負荷電流と当該定格電流との
比率を表す負荷率を求めて積算する負荷率演算手段と、
この負荷率演算手段で求められた負荷率積算値が前記巻
取り側電動機の過負荷耐量を越える前の時点で前記負荷
電流が定格電流になるように前記加速度発生手段へ加速
度を下げるための信号を送出する過負荷耐量演算手段と
を設けた構成である。

（作用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことによ
り、巻取り側電動機の負荷電流が許容最大電流に達する
まで加速度を増加させて電動機の速度を上昇させ、か
つ、負荷電流が許容最大電流に達したときに一定加速度
の下に電動機を速度制御するので、電動機の能力を最大
限に生かしながら最短時間で設定速度へ移行させること
ができる。

また、本発明は、負荷率演算手段を設けて負荷電流の
うち定格電流を越えた分の負荷電流と定格電流との比率
を表す負荷率を積算した後、前記過負荷耐量演算手段に
おいて積算値と予め定まる巻取り側電動機の過負荷耐量
とを比較し負荷率積算値が過負荷耐量を越える前に負荷
電流が定格電流となるように加速度を低下させることに
より、電動機の運転停止をきたすことなくスムーズに操
業を継続することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック構成
図であって、11は巻取り側電動機の負荷電流を検出する
負荷電流検出器であり、ここで検出された負荷電流は加
速度判定手段12および負荷率演算手段13に送られる。こ
の加速度判定手段12は、負荷電流と巻取り側電動機の許
容最大電流とを比較し、負荷電流が許容最大電流に達す
るまで加速度を増加させるための信号を送出し、負荷電
流が許容最大電流に達したとき加速度を一定とするため
の信号を出力し、かつ、負荷電流が許容最大電流を越え
たときに加速度を下げるための信号を出力し、それぞれ
の信号を加速度発生部14へ送出する。従って、この加速
度発生部14は加速度判定手段12から送られて来る信号に
基づいて加速度信号を出力する。

一方、前記負荷率演算手段13は、負荷電流検出器11か
ら送られて来る負荷電流のうち加速中の巻取り側電動機
の定格電流を越えた分の負荷率を演算する。因みに、負
荷と電動機の電流とが比例することから、負荷率とは定
格電流を100％としたときの負荷電流の相対比率をい
う。ここで、定格電流を越えた分の負荷率とは、負荷電
流が100％を越えた分の比率をいう。このようにして負
荷率を求めた後、その負荷率を積算し、その積算値を過
負荷耐量演算手段15へ供給する。この過負荷耐量演算手
段15は負荷率演算手段13からの負荷率積算値と予め巻取
り側電動機の持つ過負荷耐量とを比較し、積算値が過負
荷耐量を越える前の時点で巻取り側電動機の負荷電流が
定格電流またはその定格電流近傍になるように前記加速
度発生部14へ加速度を下げるための信号を送出する。従
って、この加速度発生部14は、巻取り側電動機の加速
時，常時は加速度判定手段12からの信号に依存して加速
度信号を出力するが、過負荷耐量演算手段15から加速度
を下げるめの信号を受けるとそれを優先して加速度信号
を出力し、基準速度演算手段16へ送出する。

この基準速度演算手段16は、巻取り側電動機の加速
時，加速度発生部14からの加速度信号を速度信号に変換
しその変換された速度信号を基準速度信号として巻取り
側電動機制御装置17へ送出し、加速度発生部14の加速度
から変換した基準速度が設定速度に達するときに巻取速
度発生器18からの設定速度を取込んで巻取り側電動機制
御装置17へ送出するものである。

次に、以上のように構成された装置の動作について第
２図を参照しながら説明する。停止状態から電動機を加
速する時、電動機制御装置17により巻取り側電動機を回
転駆動すると、負荷電流検出器11はその巻取り電動機の
負荷電流を検出し、その検出負荷電流を加速度判定手段
12および負荷率演算手段13へ送出する。ここで、加速度
判定手段12は負荷電流と許容最大電流Imaxとを比較する
が、負荷電流が第２図（ｃ）に示す如く未だ許容最大電
流Imaxに達していないと判定すると、加速度を増加させ
るための信号を加速度発生部14に供給する。この加速度
発生部14は第２図（ｂ）に示す如く所定の傾きをもって
増加する加速度信号を送出するので、基準速度演算手段
16ではその加速度信号を積分して速度変換することによ
り、第２図（ａ）の図示矢印（イ）のように多少丸みを
もった基準速度信号が出力し、電動機制御装置17を介し
て巻取り側電動機を制御する。ここで、停止状態から加
速初期時に図示矢印（イ）のように丸みを持たせたのは
シート材料の張力変動を押えるためである。

そして、基準速度の増加に伴って負荷電流が徐々に増
加し、負荷電流が電動機の許容最大電流Imaxに達したと
き、加速度判定手段12は負荷電流がそれを越えた状態を
判定し、加速度を一定とするための信号を加速度発生部
14へ送出する。従って、加速度発生部14では一定の加速
度信号を出力するので、基準速度演算手段16からは速度
v₁点を接線する傾斜で増加する基準速度信号が出力され
る。この時、負荷電流としては許容最大電流Imaxを維持
した状態の電流が流れる。

しかして、この一定加速度領域において速度増加に伴
う機械損失分あるいは負荷状態が変化し、負荷電流が図
示（ロ）の如き許容最大電流Imaxを越えると、加速度判
定手段12ではそれを検出して加速度を下げるための信号
を加速度発生部14に供給する。従って、加速度発生部14
は負荷電流が許容最大電流Imaxに戻るまで加速度を下げ
るように動作する。その結果、基準速度演算手段16から
は図示点線（ハ）のような基準速度信号が出力される。
このようにして基準速度が増加し巻取速度発生器18から
の設定速度に近づくが、この設定速度に近い点（ニ）に
達したとき、速度基準演算手段16から加速度発生部14へ
加速度を低下させるための信号を送出する。ここで、加
速度発生部14は速度基準演算手段16からの信号に基づい
て所定の傾斜で加速度信号を低下させるように出力する
ので、基準速度が前述と同様に丸みをもって設定速度に
移行しシート材料の張力変動を押える。また、加速度が
減少すれば、負荷電流が減少し、第３図（ａ）に示す
（ニ）の点と同図（ｃ）に示すＣの開始点が一致した状
態となる。

一方、負荷電流検出器11で検出された負荷電流は負荷
率演算手段13にも与えられている。この負荷率演算手段
13では負荷電流が巻取り側電動機の定格電流Iaを越える
と、その定格電流を越えた分の負荷電流を時間積分し、
いわゆる負荷率の積分値（積算値）を得る。

そして、この負荷率演算手段13で求めた負荷率の積算
値を過負荷耐量演算手段15へ送出する。この過負荷耐量
演算手段15では巻取り側電動機のもつ過負荷耐量（i
²t）と負荷率演算手段13の積算値とを比較しながら、こ
の積算値（例えば図示Ａ＋Ｂ）と現負荷電流が定格電流
Iaまで下がる間に必要な積算値i²t（＝Ｃ）との和が電
動機のもつ過負荷耐量と等しくなる時点に、加速度発生
部14に対し負荷電流が定格電流になるように加速度を下
げるための信号を送出する。なお、現負荷電流を定格電
流Iaまで下げるに必要なi²tは、加速時の加速度と絶対
値が等しく、かつ、極性を負とする減速度を基準速度演
算手段16に与えればよい。因みに、積算値Ｃは積算値Ａ
と等しいので、負荷率演算手段13で得た積分値Ａを用い
ることができる。

従って、以上のような実施例の構成によれば、巻取り
側電動機の負荷電流が許容最大電流に達するまで加速度
を増加させて電動機の速度を上昇させ、かつ、負荷電流
が許容最大電流に達したときに一定加速度の下に電動機
を速度制御するので、電動機の能力を最大限に生かしな
がら最短時間で設定速度へ移行させることができる。し
かも、停止状態から加速初期時、また設定速度に近づい
たとき、加速度発生部14から所定傾斜の加・減速度信号
を出力しシート材料の張力変動を抑制することにより、
次の速度変化へ円滑に移行できる。また、負荷電流が何
らかの原因により許容最大電流を越えたとき、加速度判
定手段12から加速度を下げるための信号を加速度発生部
14へ送出するので、負荷電流が直ちに許容最大電流に戻
りながら速度上昇を続けることができ、安定，かつ，円
滑な操業を確保できる。

また、上記実施例では負荷電流のうち定格電流を越え
た分の負荷率を積算した後、負荷率積算値と巻取り側電
動機のもつ過負荷耐量とを比較し負荷率積算値が過負荷
耐量を越える前に負荷電流が定格電流となるように加速
度を低下させるので、従来のように加速時間設定の不具
合によって生ずる故障停止がなくなり、よって操業上の
損失を招く問題を解決でき、高効率の操業を確保でき
る。

なお、上記実施例ではシート材料として紙を前提とし
て説明したが、紙以外の種々の長尺材であれば容易に適
用できるものである。また、リワインダ装置は第３図お
よび第４図の構成に限らないことは言うまでもない。そ
の他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、次に述べるよう
な種々の効果を奏する。

先ず、請求項１においては、巻取り側電動機の加速
時，電動機の能力を最大限に生かしつつ最短時間で設定
速度に到達させることができ、よって操業効率を上げる
ことができる。

次に、請求項２では、巻取り側電動機の過負荷耐量を
越えた場合でも所定の運転状態に速やかに移行させるこ
とができ、よって従来のように操業停止等のトラブルが
なくなり同じく操業効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明に係わるリワインダ制御装
置の一実施例を説明するために示したもので、第１図は
本発明装置のブロック構成図、第２図は装置の動作を説
明するタイムチャート、第３図および第４図はそれぞれ
従来の一般的なリワインダ装置の構成図である。 ３……巻取り側電動機、４……アンワインダ、５……シ
ート材料、11……負荷電流検出器、12……加速度判定手
段、13……負荷率演算手段、14……加速度発生部、15…
…過負荷耐量演算手段、16……基準速度演算手段、17…
…電動機制御装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻取り側電動機を制御しながらシート状材
   料を巻き取るリワインダ制御装置において、 前記巻取り側電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出
   器と、 この負荷電流検出器によって検出される負荷電流と前記
   巻取り側電動機の許容最大電流とを比較し、前記負荷電
   流が前記許容最大電流に達するまで加速度増判定信号を
   出力し、前記負荷電流が前記許容最大電流に達したとき
   加速度一定判定信号を出力し、かつ、前記負荷電流が前
   記許容最大電流を越えたとき加速度減判定信号を出力す
   る加速度判定手段と、 この加速度判定手段から前記加速度増判定信号を受けて
   いるとき前記負荷電流が前記許容最大電流に達するまで
   加速度を増加させ、前記加速度一定判定信号を受けてい
   るとき一定加速度とし、前記加速度減判定信号を受けて
   いるとき前記負荷電流が前記許容最大電流を越えた状態
   から当該許容最大電流になるまで加速度を減少させる加
   速度発生部と、 この加速度発生部から出力される加速度を速度変換し、
   この変換後の速度を基準速度信号として前記巻取り側電
   動機の速度制御に用い、かつ、この基準速度信号が設定
   速度に近づいたとき前記加速度発生部へ加速度を下げさ
   せるための信号を送出する基準速度演算手段と、 を備えたことを特徴とするリワインダ制御装置。
2. 【請求項２】巻取り側電動機を制御しながらシート状材
   料を巻き取るリワインダ制御装置において、 前記巻取り側電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出
   器と、 この負荷電流検出器によって検出される負荷電流と前記
   巻取り側電動機の許容最大電流とを比較し、前記負荷電
   流が許容最大電流に達するまで加速度を増加させ、前記
   負荷電流が前記許容最大電流に達したとき一定加速度と
   し、かつ、前記負荷電流が前記許容最大電流を越えたと
   き前記負荷電流が前記許容最大電流を越えた状態から当
   該許容最大電流になるまで加速度を減少させる加速度発
   生手段と、 この加速度発生手段から出力される加速度を速度変換
   し、この変換後の速度を基準速度信号として前記巻取り
   側電動機の速度制御に用い、かつ、この基準速度信号が
   設定速度に近づいたとき前記加速度発生手段へ加速度を
   下げさせるための信号を与える基準速度演算手段と、 前記負荷電流検出器によって検出される負荷電流のうち
   定格電流を越えた分の負荷電流と当該定格電流との比率
   を表す負荷率を求めて積算する負荷率演算手段と、 この負荷率演算手段で求められた負荷率積算値が前記巻
   取り側電動機の過負荷耐量を越える前の時点で前記負荷
   電流が定格電流になるように前記加速度発生手段へ加速
   度を下げるための信号を送出する過負荷耐量演算手段
   と、 を備えたことを特徴とするリワインダ制御装置。