JP2804396B2 - 鋼板の張力制御方法 - Google Patents
鋼板の張力制御方法Info
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- JP2804396B2 JP2804396B2 JP3234739A JP23473991A JP2804396B2 JP 2804396 B2 JP2804396 B2 JP 2804396B2 JP 3234739 A JP3234739 A JP 3234739A JP 23473991 A JP23473991 A JP 23473991A JP 2804396 B2 JP2804396 B2 JP 2804396B2
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- Japan
- Prior art keywords
- tension
- control
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- steel sheet
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- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板の張力を制御する
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板を搬送する設備、例えば連続焼鈍設
備では鋼板に適正な張力をかけて通板しながら処理する
事が、ウォ−クあるいはヒ−トバックル（鋼板のしわ）
の発生を防ぎ適正な処理を実施するために重要である。
備では鋼板に適正な張力をかけて通板しながら処理する
事が、ウォ−クあるいはヒ−トバックル（鋼板のしわ）
の発生を防ぎ適正な処理を実施するために重要である。
【０００３】一般に、連続焼鈍設備での張力制御では、
特開昭５９−１２６７１５号公報等に示されるように、
搬送用ロ−ルの軸受けに取り付けられた張力計により、
鋼板の実績張力を測定し、実績張力と設定張力との差に
より設定区分内の搬送用ロ−ルの速度を調節する張力制
御が行なわれている。この張力制御系の構成を示すと図
４のようになる。即ち、鋼板１は搬送用ロ−ル２を介し
て通板される。３は前記搬送用ロ−ル２を駆動する電動
機、４は前記電動機３に電力を供給し通板速度を制御す
る速度制御装置、５は鋼板の張力検出器である。６は張
力制御装置で鋼板１の張力を設定張力に制御するもので
ある。７は鋼板の通板速度基準発生装置、８は張力設定
装置である。この制御系の動作は次のとおりである。
特開昭５９−１２６７１５号公報等に示されるように、
搬送用ロ−ルの軸受けに取り付けられた張力計により、
鋼板の実績張力を測定し、実績張力と設定張力との差に
より設定区分内の搬送用ロ−ルの速度を調節する張力制
御が行なわれている。この張力制御系の構成を示すと図
４のようになる。即ち、鋼板１は搬送用ロ−ル２を介し
て通板される。３は前記搬送用ロ−ル２を駆動する電動
機、４は前記電動機３に電力を供給し通板速度を制御す
る速度制御装置、５は鋼板の張力検出器である。６は張
力制御装置で鋼板１の張力を設定張力に制御するもので
ある。７は鋼板の通板速度基準発生装置、８は張力設定
装置である。この制御系の動作は次のとおりである。
【０００４】張力検出器５により鋼板１の張力が検出さ
れ、当該張力検出値と設定張力値とが比較され、両者の
間に差があると、張力制御装置６からその差に応じた制
御信号が出力される。この制御信号は、通板速度基準発
生装置７により作られる速度基準に足し加えられ、各張
力制御セクションの速度指令として速度制御装置４に出
力される。この速度指令により、電動機３に接続された
搬送用ロ−ルが回転し、鋼板１に通板力を加える事によ
り、鋼板１の実際の張力が修正され、張力検出器５によ
り検出される鋼板張力が設定値と一致するように制御さ
れる。
れ、当該張力検出値と設定張力値とが比較され、両者の
間に差があると、張力制御装置６からその差に応じた制
御信号が出力される。この制御信号は、通板速度基準発
生装置７により作られる速度基準に足し加えられ、各張
力制御セクションの速度指令として速度制御装置４に出
力される。この速度指令により、電動機３に接続された
搬送用ロ−ルが回転し、鋼板１に通板力を加える事によ
り、鋼板１の実際の張力が修正され、張力検出器５によ
り検出される鋼板張力が設定値と一致するように制御さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】搬送用ロ−ルは高温の
炉内に設置されているため、熱による膨張及び変形によ
って偏芯を生じ、その軸受けに設置された張力計に大き
なノイズを発生させる。また、搬送している鋼板の振動
等によっても、張力計にノイズが発生する。このよう
に、大きなノイズが含まれている張力実績値を用いて張
力制御を行なおうとする場合、従来より用いられている
比例積分制御では、比例ゲインを大きくするとノイズ成
分を増幅してしまい制御が不安定になるため、比例ゲイ
ンを大きくできず、その結果、張力制御系の応答時間が
数十〜数百秒と非常に長くなってしまい、鋼板の張力値
を適正に制御できないのが実情である。
炉内に設置されているため、熱による膨張及び変形によ
って偏芯を生じ、その軸受けに設置された張力計に大き
なノイズを発生させる。また、搬送している鋼板の振動
等によっても、張力計にノイズが発生する。このよう
に、大きなノイズが含まれている張力実績値を用いて張
力制御を行なおうとする場合、従来より用いられている
比例積分制御では、比例ゲインを大きくするとノイズ成
分を増幅してしまい制御が不安定になるため、比例ゲイ
ンを大きくできず、その結果、張力制御系の応答時間が
数十〜数百秒と非常に長くなってしまい、鋼板の張力値
を適正に制御できないのが実情である。
【０００６】従って本発明は、張力計により得られる張
力実績値に大きなノイズが含まれる場合においても、張
力設定の変更に対する応答や、張力変化が生じた場合の
応答を早くし、高精度な張力制御を可能にして鋼板の張
力を適正値に制御し、通板を安定化することを課題とす
る。
力実績値に大きなノイズが含まれる場合においても、張
力設定の変更に対する応答や、張力変化が生じた場合の
応答を早くし、高精度な張力制御を可能にして鋼板の張
力を適正値に制御し、通板を安定化することを課題とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、従来の比例積分制御に加え、張
力設定値に比例ゲインを掛けたものを制御出力とする制
御と、張力設定値と張力実績値との偏差を低域通過フィ
ルタに通し更に比例ゲインを掛けたものを制御出力とす
る制御を実施し、それらの制御出力を足し合わせた結果
によって張力を制御する。
め、本発明においては、従来の比例積分制御に加え、張
力設定値に比例ゲインを掛けたものを制御出力とする制
御と、張力設定値と張力実績値との偏差を低域通過フィ
ルタに通し更に比例ゲインを掛けたものを制御出力とす
る制御を実施し、それらの制御出力を足し合わせた結果
によって張力を制御する。
【０００８】
【作用】まず張力設定値の変更時には、設定変更量に比
例して制御出力が変化するため設定値に対する実績値の
追従性が向上する。また張力変動発生時には、等価的に
比例積分制御の制御の比例ゲインを高める事ができるた
め、素早く張力変動を修正することができる。
例して制御出力が変化するため設定値に対する実績値の
追従性が向上する。また張力変動発生時には、等価的に
比例積分制御の制御の比例ゲインを高める事ができるた
め、素早く張力変動を修正することができる。
【０００９】
【実施例】図１に実施例の張力制御系の構成を示す。１
１は張力設定値、１２は比例積分制御装置、１３は張力
設定値に掛ける比例ゲイン、１４ａは低域通過フィル
タ、１４ｂは比例ゲイン、１５は張力計より得られる張
力実績値、１６は張力設定値と張力実績値との偏差、１
７は張力制御系の制御出力、１８は張力を制御するため
のロ−ルを駆動するための電源を含めた速度制御装置、
１９は駆動用モ−タ、２０はロ−ルである。比例積分制
御装置１２は従来の制御系に用いられているものと同様
の構成であり、従来の制御系と同様に動作する。
１は張力設定値、１２は比例積分制御装置、１３は張力
設定値に掛ける比例ゲイン、１４ａは低域通過フィル
タ、１４ｂは比例ゲイン、１５は張力計より得られる張
力実績値、１６は張力設定値と張力実績値との偏差、１
７は張力制御系の制御出力、１８は張力を制御するため
のロ−ルを駆動するための電源を含めた速度制御装置、
１９は駆動用モ−タ、２０はロ−ルである。比例積分制
御装置１２は従来の制御系に用いられているものと同様
の構成であり、従来の制御系と同様に動作する。
【００１０】図１の制御系において、まず張力設定値１
１が変化した場合について説明する。張力設定値１１の
変更に従い、比例ゲイン１３を介し同時に張力制御出力
１７が変化する。この比例ゲイン１３は、張力設定値１
１の変更に対して張力実績値１５が最も迅速に追従する
ように選ばれる必要があり、ロ−ルとロ−ルとの間隔，
ロ−ルの本数など設備毎に異なるゲインに設定される
が、本発明者等は、実際に実施したテストの結果に基づ
き、比例ゲイン１３として0.5〜1.0mpm/Kg程度の値を用
いた。この制御の出力は速度制御装置１８に与えられ、
駆動用モ−タ１９の駆動速度を変えてロ−ル２０の速度
が変更する。この制御により、鋼板張力が張力設定値１
１に応答良く追従する。張力設定値１１が変化した場合
の実績張力の応答例を図２に示す。図２において、３１
は比例ゲイン１３による制御を実施した場合、３２はそ
の制御を実施しなかった場合の応答特性を示し、３３は
設定張力値の変化を示している。
１が変化した場合について説明する。張力設定値１１の
変更に従い、比例ゲイン１３を介し同時に張力制御出力
１７が変化する。この比例ゲイン１３は、張力設定値１
１の変更に対して張力実績値１５が最も迅速に追従する
ように選ばれる必要があり、ロ−ルとロ−ルとの間隔，
ロ−ルの本数など設備毎に異なるゲインに設定される
が、本発明者等は、実際に実施したテストの結果に基づ
き、比例ゲイン１３として0.5〜1.0mpm/Kg程度の値を用
いた。この制御の出力は速度制御装置１８に与えられ、
駆動用モ−タ１９の駆動速度を変えてロ−ル２０の速度
が変更する。この制御により、鋼板張力が張力設定値１
１に応答良く追従する。張力設定値１１が変化した場合
の実績張力の応答例を図２に示す。図２において、３１
は比例ゲイン１３による制御を実施した場合、３２はそ
の制御を実施しなかった場合の応答特性を示し、３３は
設定張力値の変化を示している。
【００１１】次に張力変動発生時について説明する。こ
こでまず、低域通過フィルタ１４ａの遮断周波数は、張
力計等より得られる張力実績値１５に含まれるノイズ成
分の周波数より小さく設定される。通常、張力制御で問
題となるノイズの最も低い周波数成分は数ヘルツであ
り、また遮断周波数を低くし過ぎると張力変動に対する
追従性に対し悪影響を及ぼすため、この実施例では遮断
周波数が１〜２ヘルツの低域通過フィルタを採用した。
また比例ゲイン１４ｂは、比例積分制御装置１２の比例
ゲインに対し数十〜数百倍の大きさに設定する。従来の
ＰＩ制御のみでは、その制御ゲイン、特に比例ゲインの
低さから、張力変動に対し有効にそれを抑制することが
できない。これに対し比例ゲイン１４ｂを通る制御系で
は、張力実績値に含まれる低周波ノイズ成分を除去して
いるため制御安定度が向上し、ゲインを大きく取れる。
この低域通過フィルタ１４ａの遮断周波数より低い周波
数の張力変動に対し、ゲインを高められ、大きな制御出
力を張力制御装置１８に与えることができ迅速に張力変
動を吸収することができる。張力変動（外乱）発生時の
実績張力変化の例を図３に示す。図３において、４１は
低域通過フィルタ１４ａと比例ゲイン１４ｂによる制御
を実施した場合の実績張力、４２は該制御を実施しなか
った場合の実績張力の応答特性を示し、４３は張力外乱
発生時点を示している。
こでまず、低域通過フィルタ１４ａの遮断周波数は、張
力計等より得られる張力実績値１５に含まれるノイズ成
分の周波数より小さく設定される。通常、張力制御で問
題となるノイズの最も低い周波数成分は数ヘルツであ
り、また遮断周波数を低くし過ぎると張力変動に対する
追従性に対し悪影響を及ぼすため、この実施例では遮断
周波数が１〜２ヘルツの低域通過フィルタを採用した。
また比例ゲイン１４ｂは、比例積分制御装置１２の比例
ゲインに対し数十〜数百倍の大きさに設定する。従来の
ＰＩ制御のみでは、その制御ゲイン、特に比例ゲインの
低さから、張力変動に対し有効にそれを抑制することが
できない。これに対し比例ゲイン１４ｂを通る制御系で
は、張力実績値に含まれる低周波ノイズ成分を除去して
いるため制御安定度が向上し、ゲインを大きく取れる。
この低域通過フィルタ１４ａの遮断周波数より低い周波
数の張力変動に対し、ゲインを高められ、大きな制御出
力を張力制御装置１８に与えることができ迅速に張力変
動を吸収することができる。張力変動（外乱）発生時の
実績張力変化の例を図３に示す。図３において、４１は
低域通過フィルタ１４ａと比例ゲイン１４ｂによる制御
を実施した場合の実績張力、４２は該制御を実施しなか
った場合の実績張力の応答特性を示し、４３は張力外乱
発生時点を示している。
【００１２】
【発明の効果】本発明の制御によれば、目標とする張力
設定値に対し張力実績値が精度良く追従するため、厚み
が薄く、幅が広く、且つ柔らかい鋼板、即ちウォ−クあ
るいはヒ−トバックルの発生し易い鋼板を搬送する場合
においても、非常に安定的に生産を行なうことができ
る。
設定値に対し張力実績値が精度良く追従するため、厚み
が薄く、幅が広く、且つ柔らかい鋼板、即ちウォ−クあ
るいはヒ−トバックルの発生し易い鋼板を搬送する場合
においても、非常に安定的に生産を行なうことができ
る。
【図１】 実施例の張力制御系の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】 目標張力変更に対する応答特性を示すグラフ
である。
である。
【図３】 外乱に対する応答特性を示すグラフである。
【図４】 従来の鋼板張力制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１１：張力設定値 １２：比例積分制
御装置 １３：張力設定値に掛ける比例ゲイン １４ａ：低域通過フィルタ １４ｂ：比例ゲイ
ン １５：張力計より得られる張力実績値 １６：張力設定値と張力実績値との偏差 １７：張力制御系の制御出力 １８：速度制御装
置 １９：駆動用モ−タ ２０：ロ−ル ３１：比例ゲイン１３による制御を実施した場合の応答
特性 ３２：比例ゲイン１３による制御を実施しなかった場合
の応答特性 ３３：設定張力値 ４１：１４ａと１４ｂによる制御を実施した場合の実績
張力 ４２：１４ａと１４ｂによる制御を実施しなかった場合
の実績張力 ４３：張力外乱発生時点
御装置 １３：張力設定値に掛ける比例ゲイン １４ａ：低域通過フィルタ １４ｂ：比例ゲイ
ン １５：張力計より得られる張力実績値 １６：張力設定値と張力実績値との偏差 １７：張力制御系の制御出力 １８：速度制御装
置 １９：駆動用モ−タ ２０：ロ−ル ３１：比例ゲイン１３による制御を実施した場合の応答
特性 ３２：比例ゲイン１３による制御を実施しなかった場合
の応答特性 ３３：設定張力値 ４１：１４ａと１４ｂによる制御を実施した場合の実績
張力 ４２：１４ａと１４ｂによる制御を実施しなかった場合
の実績張力 ４３：張力外乱発生時点
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 15/01 Ｇ０５Ｄ 15/01 (72)発明者 船 方 秀 司 北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本 製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭55−89433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−96913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−83718（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−97157（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21D 9/52 C21D 9/56 C21D 11/00 B65H 23/192 B65H 26/04 B65H 77/00 G05B 13/02 G05D 15/01
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼板の張力を制御する必要のある設備の
鋼板の張力制御方法において、張力計により鋼板の張力
実績値を検出し、張力設定値と検出した張力実績値との
偏差に応じた第１の制御量を出力する比例積分制御，前
記張力設定値に比例ゲインを掛けた第２の制御量を出力
する制御，及び前記張力設定値と検出した張力実績値と
の偏差を低域通過フィルタに通しその出力に比例ゲイン
を掛けた第３の制御量を出力する制御を実施し、前記第
１の制御量，第２の制御量及び第３の制御量を足し合わ
せた結果に応じて鋼板の張力を制御する、鋼板の張力制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234739A JP2804396B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 鋼板の張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234739A JP2804396B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 鋼板の張力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570843A JPH0570843A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2804396B2 true JP2804396B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=16975602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234739A Expired - Lifetime JP2804396B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 鋼板の張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804396B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5820302B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2015-11-24 | 住友重機械工業株式会社 | 制御装置 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3234739A patent/JP2804396B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570843A (ja) | 1993-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980623 |