JP3238594B2 - 帯状体の位置制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フリーループを有する
鋼板等の帯状体を搬送するプロセスラインにおけるフリ
ーループの位置制御方法に関し、特にフリーループにお
ける帯状体の位置変動抑制のための位置制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のフリーループを有する帯状体を搬
送するプロセスラインにおいては、フリーループに鋼板
の位置検出器を設けて実際の鋼板位置を検出して鋼板の
設定位置との偏差を演算し、フリーループの上流又は下
流側の駆動装置の一方をマスターとして速度設定値を駆
動装置の速度指令として与え、スレーブ側の駆動装置に
は速度設定値に位置補正信号を加えた信号を速度指令と
して、鋼板の位置が一定となるような位置制御を実施し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の位置制御では、マスター側の駆動装置が速
度指令に追従している時には、位置制御補正によって一
定位置に維持、制御することは可能であるが、実際の経
験上実プロセスにおいては操業条件、外乱等によりマス
ター側の駆動装置が制限領域等に入って速度指令に追従
しなくなるケースが多々発生する。

【０００４】このような状況はライン速度の加減速時に
発生することが多く、位置補正量のみによる制御ではフ
リーループの上流と下流側の駆動装置の揃速性がくずれ
位置制御が不安定になって、鋼板に疵等の欠陥を発生さ
せたり安定操業に支障を来すという問題がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、フリーループを
有する鋼板等の帯状体を搬送するプロセスラインのフリ
ーループの上流と下流側の駆動装置の揃速性を向上さ
せ、高精度で高信頼性の位置制御を可能にする帯状体の
位置制御方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、帯状体を搬送するプロセスラインでフリ
ーループ位置検出器によりフリーループ位置を検出しフ
リーループの下流および上流側駆動装置の夫々をマスタ
ー、スレーブとする帯状体の位置制御方法において、マ
スター側の駆動装置に速度検出器を結合して該マスター
側駆動装置の実速度（Ｖ _PLG ）を検出し、速度設定ユニ
ットにて設定される速度設定値（Ｖ _MRH ）とから（１）
式により速度補償量βを演算してマスター側の速度指令
となる速度設定値（Ｖ _MRH ）が定速中の場合は、（２）
式に従い、またマスター側の速度指令となる速度設定値
（Ｖ _MRH ）が加速中の場合は、速度設定値（Ｖ _MRH ）と実
速度（Ｖ _PLG ）との絶対偏差が規定値以内の時は（２）
式に従い、規定値超の時は（３）式に従い、更にマスタ
ー側の速度指令となる速度設定値（Ｖ _MRH ）が減速中の
場合は、速度設定値（Ｖ _MRH ）と実速度（Ｖ _PLG ）との絶
対偏差が規定値以内の時は（２）式に従い、規定値超の
時は（４）式に従って、速度指令（Ｖｒｅｆ）と求め、
それをスレーブ側駆動制御装置への速度指令とすること
を要旨としている。 β＝ｇ _β （Ｖ _MRH −Ｖ _PLG ） ・ ・ ・（１） （Ｖｒｅｆ）＝（Ｖ _MRH ）＋α ・ ・ ・（２） （Ｖｒｅｆ）＝（Ｖ _MRH ）＋α−β ・ ・ ・（３） （Ｖｒｅｆ）＝（Ｖ _MRH ）＋α＋β ・ ・ ・（４） 但し、 β：速度補償量 ｇ _β ：速度補償ゲイン α：位置補正量 Ｖ _MRH ：速度設定値 Ｖ _PLG ：実速度 Ｖｒｅｆ：速度指令

【０００７】

【作用】上記構成によれば、マスター側駆動装置の実速
度を検出して速度設定値との偏差を演算し、この値を位
置補正量により補償されたスレーブ側駆動装置の速度指
令に更に補正量として加えるので、上流と下流側の駆動
装置の揃速性がマッチングし、外乱に影響されにくく変
動の少ない位置制御を実現できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係る帯状体を搬送する
プロセスラインのブロック図である。

【０００９】図１に示すプロセスラインは、鋼板の連続
処理を行うための溶接作業を行う工程で鋼板１を搬送す
るものである。

【００１０】鋼板１はアンコイラ２によってコイル状態
から巻き解かれ、アンコイラレベラ３により形状矯正が
行われ、溶接器４で先行鋼板と溶接されてピンチロール
５、フリーループ１８、ブライドルロール６を経てルー
プ力７に蓄積されて、連続処理が行われる次工程へ搬送
される。

【００１１】鋼板１はフリーループ１８において、ブラ
イドルロール６をマスター側として速度設定ユニット１
４の速度指令によって駆動される。一方、フリーループ
１８の上流側（即ちスレーブ側）のアンコイラレベラ３
とピンチロール５は、速度設定ユニット１４の速度指令
（Ｖ_MRH）とブライドルロール６に結合されているエン
コーダ型等の速度検出器１２により検出する実速度（Ｖ
_PLG）との偏差βを演算により求め、フリーループ１８
の位置検出器１１により検出する実鋼板位置を演算処理
して位置補正量αを求め、スレーブ側の駆動装置の速度
指令（Ｖｒｅｆ）を出力して制御する制御ユニット１３
によって駆動制御され、位置制御が行われるものであ
る。

【００１２】なお、マスター側とスレーブ側の駆動装置
ブライドルロール６、アンコイラレベラ３等は、各指令
信号が印加されるサイリスタ装置９を介して電動機Ｍ１
０が速度制御され、それによって駆動制御されるもので
ある。

【００１３】図２は図１に示す制御ユニットの動作を示
すフローチャートである。つぎに図１，２を参照して動
作について詳細に説明する。

【００１４】先ず、制御ユニット１３は各データを読込
む（Ｓ１）。

【００１５】読込むデータ中、速度指令：Ｖ_MRHは、速
度設定ユニット１４がマスター側であるブライドルロー
ル６のサイリスタ装置９に与える速度設定値。

【００１６】ブライドル実速度：Ｖ_PLGは、ブライドル
ロール６に結合された速度検出器１２の検出速度。

【００１７】フリーループ位置設定値：Ｐｒｅｆは、位
置設定器１５にて設定される位置設定値。

【００１８】フリーループ位置：Ｐ_FBKは、フリールー
プ１８に取付けられた位置検出器１１による鋼板位置。

【００１９】位置補正量：αは、フリーループ位置設定
値Ｐｒｅｆとフリーループ位置Ｐ_FBKの偏差信号よりＰ
ＩＤ演算した位置補正量。

【００２０】速度補償量：βは、速度指令（速度設定
値）Ｖ_MRHとブライドル実速度Ｖ_PLGの差に速度補償ゲイ
ンｇ_βを乗算した補償量である。

【００２１】なお、α、βの演算式（＊５、＊６）は、 α＝Ｋ_I∫（Ｐｒｅｆ−Ｐ_FBK）ｄｔ＋Ｋ_P（Ｐｒｅｆ−Ｐ_FBK）＋ ｄ（Ｐｒｅｆ−Ｐ_FBK）／ｄｔ ＝Ｋ_I∫ΔＰｄｔ＋Ｋ_PΔＰ＋Ｋ_DｄΔＰ／ｄｔ …（ＰＩＤ制御） 但し、ΔＰ＝Ｐｒｅｆ−Ｐ_FBK Ｋ_I：積分ゲイン Ｋ_P：比例ゲイン Ｋ_D：微分ゲイン （＊５） β＝ｇ_β（Ｖ_MRH−Ｖ_PLG） 但し、ｇ_β：速度補償ゲイン （＊６） となる。

【００２２】続いて、制御ユニット１３は速度設定ユニ
ット１４が制御するブライドルロール６の電動機１０へ
のマスター側の速度指令となる速度設定値Ｖ_MRHを微分
し、その値が正値の場合は加速中、負値の場合は減速
中、実質上０の場合は定速運転中と判断し次の処理を行
う（Ｓ２）。

【００２３】定速中の場合は、スレーブ側の速度指令Ｖ
ｒｅｆは速度設定値Ｖ_MRHに、位置補正量αを加えた、
Ｖｒｅｆ＝Ｖ_MRH＋α、とする。これは、定速運転中は
マスター側のブライドル６は通常、駆動装置の制限領域
にかからないためマスター側の速度指令となる速度設定
値Ｖ_MRHに追従し速度差が発生しないので、従来の位置
制御と同様に位置補正量αのみの位置制御を実施でき
る。

【００２４】加速中の場合は、速度設定値Ｖ_MRHとブラ
イドル実速度Ｖ_PLGの絶対偏差｜Ｅ｜を演算し、その値
が規定値以内の時には定速中と同一の位置制御の演算を
行い、規定値を超える場合はスレーブ側速度指令Ｖｒｅ
ｆは、速度設定値Ｖ_MRHに位置補正量αを加えた値から
速度補償量βを減じた、Ｖｒｅｆ＝Ｖ_MRH＋α−β、と
する。これは、加速中はマスター側駆動装置が制限領域
に入って加速動作が遅れ、遅れ速度差が発生し位置変動
が大きくなるのを防止するためである。

【００２５】減速中の場合は、速度設定値Ｖ_MRHとブラ
イドル実速度Ｖ_PLGの絶対偏差｜Ｅ｜を演算し、その値
が規定値以内の時は定速中と同一の位置制御演算を行
い、規定値を超える場合はスレーブ側速度指令Ｖｒｅｆ
は、マスター側速度指令となる速度設定値Ｖ_MRHに位置
補正量αを加えた値に速度補償量βを加えた、Ｖｒｅｆ
＝Ｖ_MRH＋α＋β、とする。これは、減速中はマスター
側駆動装置が制限領域等に入って減速動作が遅れ、過速
度差が発生し位置変動が大きくなるのを防止するためで
ある（Ｓ３）、（Ｓ４）。

【００２６】図３はラインにおける駆動装置の揃速性を
示す特性図であり、上述のような本実施例の場合と従来
例の応答性を比較して示したものである。

【００２７】図３（ａ）が従来例を、図３（ｂ）が本実
施例の場合の、ライン停止状態からＭａｘ速度まで加速
して、Ｍａｘ速度に保持した後に停止させた時のライン
速度と時間の関係を示している。図中、点線は速度指令
を、一点鎖線はマスター側のブライドル速度（下流側実
速度）、実線はスレーブ側のアンコイラレベラの速度
（上流側実速度）を示している。図から明らかなように
本実施例の場合は、ライン停止状態からＭａｘ速度迄加
速して、Ｍａｘ速度に保持した時、及びＭａｘ速度から
停止状態に減速させた時において、マスター側のブライ
ドル速度とスレーブ側のアンコイラレベラの実速度は、
ほぼ同一の特性が得られ両側の駆動装置の揃速性が向上
している結果がグラフに示されている。

【００２８】図３（ｃ）は、ライン停止状態からＭａｘ
速度迄加速して、Ｍａｘ速度に保持し、さらに停止させ
た時の時間経過に対する位置変動を示した特性図であ
る。

【００２９】図中点線が従来例の場合を実線が本実施例
の場合を示し、図から明らかなように本実施例の場合は
マスター側実速度とスレーブ側実速度がほぼ一致してい
るので、両速度の差が小さく位置変動が極めて小さいこ
とがグラフに示されている。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯状体の
位置制御方法は、マスター側の駆動装置に速度検出器を
結合してこのマスター側駆動装置の実速度を検出し、速
度設定ユニツトにて設定される速度設定値との偏差を演
算して、これをスレーブ側駆動制御装置への位置補正量
で補正した速度指令速度補正値として加えるので、マス
ター側の駆動装置が制限領域等に入ってもスレーブ側の
駆動装置がマスター側の動作に追従して揃速性がマッチ
ングし、且つ外乱に影響されにくい位置変動の少ない帯
状体の位置制御を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る帯状体を搬送するプロ
セスラインのブロック図である。

【図２】図１に示す制御ユニットの動作のフローチャー
トである。

【図３】図１に示す駆動装置の揃速性および駆動装置で
搬送される帯状体の位置変動を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ アンコイラ ３ アンコイラレベラ ４ 溶接器 ５ ピンチロール ６ ブライドルロール ７ ループ力 ９ サイリスタ装置 １０ 電動機 １１ 位置検出器 １２ 速度検出器 １３ 制御ユニット １４ 速度設定ユニット １５ 位置設定器 １８ フリーループ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 39/00 B21B 39/14 B21B 41/00 B21C 49/00 B65H 23/192

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状体を搬送するプロセスラインでフリ
   ーループ位置検出器によりフリーループ位置を検出しフ
   リーループの下流および上流側駆動装置の夫々をマスタ
   ー、スレーブとする帯状体の位置制御方法において、マ
   スター側の駆動装置に速度検出器を結合して該マスター
   側駆動装置の実速度（Ｖ _PLG ）を検出し、速度設定ユニ
   ットにて設定される速度設定値（Ｖ _MRH ）とから（１）
   式により速度補償量βを演算してマスター側の速度指令
   となる速度設定値（Ｖ _MRH ）が定速中の場合は、（２）
   式に従い、またマスター側の速度指令となる速度設定値
   （Ｖ _MRH ）が加速中の場合は、速度設定値（Ｖ _MRH ）と実
   速度（Ｖ _PLG ）との絶対偏差が規定値以内の時は（２）
   式に従い、規定値超の時は（３）式に従い、更にマスタ
   ー側の速度指令となる速度設定値（Ｖ _MRH ）が減速中の
   場合は、速度設定値（Ｖ _MRH ）と実速度（Ｖ _PLG ）との絶
   対偏差が規定値以内の時は（２）式に従い、規定値超の
   時は（４）式に従って、速度指令（Ｖｒｅｆ）と求め、
   それをスレーブ側駆動制御装置への速度指令（Ｖｒｅ
   ｆ）とすることを特徴とする帯状体の位置制御方法。 β＝ｇ _β （Ｖ _MRH −Ｖ _PLG ） ・ ・ ・（１） （Ｖｒｅｆ）＝（Ｖ _MRH ）＋α ・ ・ ・（２） （Ｖｒｅｆ）＝（Ｖ _MRH ）＋α−β ・ ・ ・（３） （Ｖｒｅｆ）＝（Ｖ _MRH ）＋α＋β ・ ・ ・（４） 但し、 β：速度補償量 ｇ _β ：速度補償ゲイン α：位置補正量 Ｖ _MRH ：速度設定値 Ｖ _PLG ：実速度 Ｖｒｅｆ：速度指令