JP3684091B2

JP3684091B2 - Coating quality assurance method for curtain coaters

Info

Publication number: JP3684091B2
Application number: JP32011998A
Authority: JP
Inventors: 浩齊藤; 俊行菊池; 孫則長瀬
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: JP2000140743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーテンコーターにより塗装鋼板製品を作り出す為の塗装品質保証方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の技術に関するものに、例えば、特公平３−７２５３９号公報記載の発明がある。ここでは、張力検出器で検出した張力を設定張力と比較し、両張力が一致する様に張力制御部が張力を制御する。この時、鋼板のカテナリをカテナリ検出器で検出し、設定カテナリと比較し、不感帯要素で規定される不感帯以上の偏差が生じれば積分要素を介して張力制御部が張力を補正する。この構成により、鋼板のよじれが主帰還ループに悪影響を与えることなく、所定カテナリに対する偏差で副帰還ループを介して張力補正が行え、カテナリ制御精度を向上出来る様にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来技術にあっては、目標制御精度の向上の対象が、カテナリ高さ制御精度の向上に主眼を置いていることから、従来技術では、カテナリの急激な変化に伴う張力変動の大きさにより、カーテンコーターに於ける塗装面が図３に示す様に、未塗装部分２２を有する様になり、塗装品質に重大な悪影響を及ぼす。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、従来のカテナリ検出器及び張力検出器を利用し、カーテンコーターの塗装面に於ける未塗装部分の発生を排除出来る様に、カテナリ補償器及び張力補償器を構成することにより、カーテンコーターに於ける塗装品質保証方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼板への表面塗装に使用するカーテンコーターの塗装品質保証方法に於いて、塗装面に於ける塗装品質を保証する為、カテナリ検出器にて検出したカテナリ高さを設定カテナリと比較し、偏差が発生した場合には、カテナリ補償器を介してブライドルロールの速度制御部が電動機速度を補正し、次に、張力検出器で検出した鋼板張力を設定張力と比較し、偏差が発生した場合には、張力補償器を介して張力制御部が張力に比例した電動機速度を補正することにより、目標カテナリ高さ制御精度及び目標張力制御精度を同時に保証することを特徴とするカーテンコーターに於ける塗装品質保証方法である。
【０００６】
本発明は、カーテンコーターに於ける塗装品質を維持することを目的に設定した設定カテナリ及び設定張力を制御する様に、カテナリ補償器及び張力補償器の各制御定数を決定する。塗装開始直後から、カテナリ検出器で検出したカテナリと設定カテナリと比較し、偏差が発生した場合には、カテナリ補償器を介して速度制御部がカテナリの偏差が無くなるまで電動機速度を補正する。また同時に、張力検出器で検出した鋼板張力を設定張力と比較し、偏差が発生した場合には、張力補償器を介して速度制御部が張力の偏差が無くなるまで電動機速度を補正する。この構成によりカテナリ波形及び張力波形は、カーテンコーターの塗装面の塗装品質を維持する様決定した各制御定数を利用している為、塗装品質が維持される様、制御される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１はこの発明によるカーテンコーターに於ける塗装品質保証方法を実施するのに好適な塗装装置の一例を示すブロック図である。
【０００９】
図１に於いて、鋼板１は、入側ブライドルロール2a,2b及び出側ブライドルロール3a,3bの駆動により、図に向かって左から右へ搬送される。搬送中の鋼板１は、カーテンコーター４の直下で表面塗装（塗装面５）される。塗装された鋼板１は、入側無駆動ロール６及び出側無駆動ロール７の間で、カテナリ８を形成し、加熱炉９により表面塗装の乾燥を完了した後、出側ブライドルロール3a,3bにより右方向へ搬送される。
【００１０】
搬送中の鋼板１に対し、カテナリ検出器１０によりカテナリ実績値を、また、張力検出器１１により張力実績値を制御装置１２へ時々刻々入力する。
【００１１】
入・出側ブライドルロール駆動用電動機2c,3cには、制御装置１２が接続され、各電動機2c,3cに接続された速度検出器13,14により、入・出側ブライドルロール2a,3aの速度実績を制御装置１２へ取り込み、ライン速度指令１８、設定カテナリ１９、設定張力２０に基づいて、速度制御部１５、１６及び張力制御部１７へ各制御指令を出し、図２に示す様にカテナリ制御及び張力制御を実行する。
【００１２】
ここで、図１の制御装置１２を含めた制御系全体の構成内容について、図４を参照しながら説明する。
【００１３】
図４は、この発明によるカーテンコーターに於ける塗装品質保証方法を実施する為に必要となる制御系全体を示すブロック図である。
【００１４】
図４に於いて、速度制御部４３は、図１の速度制御部１６を具現化したものであり、ブロック中のt_mは、出側ブライドルロール駆動用電動機3cの近似時定数である。また、ΔV₁及びΔV₂は、電動機速度である。
【００１５】
張力制御部４４は、入力信号を電動機速度ΔV₂、出力信号を張力ΔTとした張力制御部である。ブロック中のｌはカテナリ長さ、t₀は鋼板初期張力、d₀はカテナリ初期高さを示している。
【００１６】
張力→カテナリ変換部４５は、入力信号を張力ΔT、出力信号をカテナリ高さΔDとしたカテナリ制御部である。
【００１７】
カテナリ補償器４２は、カテナリ偏差数１を零にする目的で設計されたカテナリ補償器である。ブロック中のk_pは比例ゲイン、t_iは積分時間を示している。
【００１８】
【数１】

【００１９】
張力補償器４６は、張力偏差数２を零にする目的で設計された張力補償器である。ブロック中のT₁、T₂は各々の時定数を示している。
【００２０】
【数２】

【００２１】
張力→速度変換部４７は、入力信号を張力ΔT、出力信号を電動機速度ΔV₁とした変換部である。ブロック中のKは比例定数を示している。
【００２２】
【実施例】
次に、図２のフローチャートを参照し、制御装置１２の制御内容の詳細を説明する。なお、以下においては各ステップをSで示している。
【００２３】
まず、制御装置１２へ各設定値を入力する（S２１）。この設定値は、図４に於ける設定カテナリ外１（４１）及び設定張力外２（５１）である。例えば、この各値は、次の数３の如くである。
【００２４】
【外１】

【００２５】
【外２】

【００２６】
【数３】

【００２７】
ついで、塗装開始（S２２）直後に、各実績値の取込み（S２３）を10msec毎に取込むものである。
【００２８】
時々刻々の各偏差演算を実行する（S２４）。
【００２９】
次に、カテナリ偏差数４（S２５）を50msec毎に計算し、偏差が無い場合は、張力偏差演算（S２７）へ進む。また、偏差が有る場合には、出側ブライドルロール3aの速度増減指令（S２６）へ進む。S２６では、図４に示す各制御ブロックの内、カテナリ偏差（４８）が零になるまで電動機速度を補正する。
【００３０】
【数４】

【００３１】
ついで、張力偏差数５（S２７）を50msec毎に計算し、偏差が無い場合は、塗装終了処理（S２９）へ進む。また、偏差が有る場合には、鋼板張力増減指令（S２８）へ進む。S２８では、図４に示す各制御ブロックの内、張力偏差（５４）が零になるまで電動機速度を補正する。
【００３２】
【数５】

【００３３】
S２９では、塗装終了判断を行い、終了と判断されるまで、フローをS２３へ戻し、塗装終了になるまで処理を繰返す。
【００３４】
S２９に於いて、塗装終了と判断された場合には、S２３からS２９の全ての処理を完了し、終了となる（S３０）。
【００３５】
本発明を実施しない場合のカテナリ変動量及び張力変動量を図５、図６に示し、また、本発明を実施した場合のカテナリ変動量及び張力変動量を図７、図８に示すが、本発明を実施した場合には、各変動量に安定した制御特性が得られていることが分かる。
【００３６】
この結果、本発明を実施した場合の塗装部分は、図９に示す様に、均一な塗装面となり、塗装品質が保証出来る。
【００３７】
この時、各値は、表１の通りである。
【００３８】
【表１】
板厚 t=0.5(mm)
板幅 w=1060(mm)
未塗装対象長さ l=5.0(m)
塗装膜厚 tt=16〜18(μm)
【００３９】
【発明の効果】
本発明は従来のカテナリ検出器及び張力検出器を利用し、制御装置を動作することによって、カーテンコーターの塗装面に於ける未塗装部分の発生を防止しカーテンコーターに於ける塗装品質が保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカーテンコーターに於ける塗装品質保証方法を実施するのに好適な塗装装置の一例を示すブロック図である。
【図２】カテナリ制御及び張力制御を実行するためのフローチャートである。
【図３】従来の方法による未塗装部分を有する塗装鋼板の断面図である。
【図４】本発明によるカーテンコーターに於ける塗装品質保証方法を実施する為に必要となる制御系全体を示すブロック図である。
【図５】従来のカテナリ変動量を示す図である。
【図６】従来の張力変動量を示す図である。
【図７】本発明を実施した場合のカテナリ変動量を示す図である。
【図８】本発明を実施した場合の張力変動量を示す図である。
【図９】本発明による塗装部分を有する塗装鋼板の断面図である。
【符号の説明】
１鋼板
2a,2b 入側ブライドルロール
2c,2d 入側ブライドルロール駆動用電動機
3a,3b 出側ブライドルロール
3c,3d 出側ブライドルロール駆動用電動機
４カーテンコーター
５塗装面
６入側無駆動ロール
７出側無駆動ロール
８カテナリ
９加熱炉
１０カテナリ検出器
１１張力検出器
１２制御装置
１３、１４速度検出器
１５、１６速度制御部
１７張力制御部
１８ライン速度指令
１９設定カテナリ
２０設定張力
２１塗装部分
２２未塗装部分
４１設定カテナリ
４２カテナリ補償器
４３速度制御部
４４張力制御部
４５張力→カテナリ変換部
４６張力補償器
４７張力→速度変換部
４８カテナリ偏差
４９速度偏差信号
５０カテナリ変動量
５１設定張力
５２、５３ブライドルロール用電動機速度
５４張力偏差[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating quality assurance method for producing a coated steel sheet product using a curtain coater.
[0002]
[Prior art]
For example, there is an invention described in Japanese Patent Publication No. 3-72539. Here, the tension detected by the tension detector is compared with the set tension, and the tension controller controls the tension so that both tensions coincide. At this time, the catenary of the steel plate is detected by a catenary detector, compared with the set catenary, and if a deviation greater than the dead band defined by the dead band element occurs, the tension control unit corrects the tension via the integral element. According to this configuration, the twist correction can be performed via the auxiliary feedback loop with the deviation from the predetermined catenary without the kinking of the steel plate adversely affecting the main feedback loop, and the catenary control accuracy can be improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technology described above, the target control accuracy improvement is focused on improving the catenary height control accuracy. Therefore, in the conventional technology, the tension fluctuation caused by a sudden change in the catenary Depending on the size, the painted surface of the curtain coater has an unpainted portion 22 as shown in FIG. 3, which has a serious adverse effect on the coating quality.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to configure a catenary compensator and a tension compensator so that the occurrence of an unpainted portion on the painted surface of the curtain coater can be eliminated by using a conventional catenary detector and a tension detector. Therefore, it is to provide a coating quality assurance method in a curtain coater.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention compares the catenary height detected by the catenary detector with the set catenary in order to guarantee the coating quality on the painted surface in the coating quality assurance method of the curtain coater used for surface coating on steel plates. If a deviation occurs, the speed control unit of the bridle roll corrects the motor speed via the catenary compensator, and then compares the steel plate tension detected by the tension detector with the set tension. In this case, the tension control unit corrects the motor speed proportional to the tension through the tension compensator, thereby simultaneously guaranteeing the target catenary height control accuracy and the target tension control accuracy. This is a coating quality assurance method.
[0006]
The present invention determines the control constants of the catenary compensator and the tension compensator so as to control the set catenary and the set tension set for the purpose of maintaining the coating quality in the curtain coater. Compared with the catenary detected by the catenary detector and the set catenary immediately after the start of painting, if a deviation occurs, the speed control unit corrects the motor speed through the catenary compensator until the catenary deviation disappears. At the same time, the steel plate tension detected by the tension detector is compared with the set tension. If a deviation occurs, the speed control unit corrects the motor speed until the tension deviation is eliminated via the tension compensator. With this configuration, the catenary waveform and the tension waveform are controlled so that the coating quality is maintained because the control constants determined to maintain the coating quality of the painted surface of the curtain coater are used.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0008]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a coating apparatus suitable for carrying out a coating quality assurance method in a curtain coater according to the present invention.
[0009]
In FIG. 1, a steel plate 1 is conveyed from the left to the right as viewed in the figure by driving the entry

side bridle rolls

2a, 2b and the exit

side bridle rolls

3a, 3b. The steel plate 1 being conveyed is surface-coated (painted surface 5) just below the curtain coater 4. The coated steel sheet 1 forms a catenary 8 between the entrance-side non-drive roll 6 and the exit-side non-drive roll 7, and after drying the surface coating by the heating furnace 9, the exit-

side bridle rolls

3 a, 3 b Is conveyed to the right.
[0010]
For the steel plate 1 being conveyed, the catenary actual value is input to the control device 12 by the catenary detector 10 and the actual tension value is input to the control device 12 by the tension detector 11 every moment.
[0011]
The controller 12 is connected to the

motors

2c and 3c for driving the input / output side bridle rolls, and the

speed detectors

13 and 14 connected to the

motors

2c and 3c are used to control the speeds of the input / output

side bridle rolls

2a and 3a. The results are taken into the control device 12, and based on the line speed command 18, the set catenary 19 and the set tension 20, each control command is issued to the

speed control units

15 and 16 and the tension control unit 17, and the catenary control is performed as shown in FIG. And execute tension control.
[0012]
Here, the configuration content of the entire control system including the control device 12 of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
[0013]
FIG. 4 is a block diagram showing the entire control system necessary for carrying out the coating quality assurance method in the curtain coater according to the present invention.
[0014]
In FIG. 4, a speed control unit 43 embodies the speed control unit 16 of FIG. 1, and t _{m in} the block is an approximate time constant of the output side bridle roll driving motor 3c. ΔV ₁ and ΔV ₂ are motor speeds.
[0015]
The tension control unit 44 is a tension control unit that uses the motor speed ΔV _{2 as} an input signal and the tension ΔT as an output signal. In the block, l represents the catenary length, t ₀ represents the initial tension of the steel sheet, and d ₀ represents the initial height of the catenary.
[0016]
The tension → catenary conversion unit 45 is a catenary control unit in which the input signal is tension ΔT and the output signal is catenary height ΔD.
[0017]
The catenary compensator 42 is a catenary compensator designed for the purpose of reducing the catenary deviation number 1 to zero. In the block, k _p represents a proportional gain, and t _i represents an integration time.
[0018]
[Expression 1]

[0019]
The tension compensator 46 is a tension compensator designed for the purpose of reducing the tension deviation number 2 to zero. T ₁ and T ₂ in the block indicate respective time constants.
[0020]
[Expression 2]

[0021]
The tension → speed conversion unit 47 is a conversion unit that uses the input signal as tension ΔT and the output signal as motor speed ΔV ₁ . K in the block indicates a proportionality constant.
[0022]
【Example】
Next, details of the control contents of the control device 12 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following, each step is indicated by S.
[0023]
First, each set value is input to the control device 12 (S21). This set value is the outside of the set catenary 1 (41) and the outside of the set tension 2 (51) in FIG. For example, each of these values is as shown in Equation 3 below.
[0024]
[Outside 1]

[0025]
[Outside 2]

[0026]
[Equation 3]

[0027]
Then, immediately after the start of painting (S22), the acquisition of each actual value (S23) is taken every 10 msec.
[0028]
Each deviation calculation is executed every moment (S24).
[0029]
Next, the catenary deviation number 4 (S25) is calculated every 50 msec. If there is no deviation, the process proceeds to the tension deviation calculation (S27). If there is a deviation, the process proceeds to the speed increase / decrease command (S26) of the outgoing bridle roll 3a. In S26, the motor speed is corrected until the catenary deviation (48) becomes zero among the control blocks shown in FIG.
[0030]
[Expression 4]

[0031]
Next, the tension deviation number 5 (S27) is calculated every 50 msec, and if there is no deviation, the process proceeds to the coating end process (S29). If there is a deviation, the process proceeds to a steel plate tension increase / decrease command (S28). In S28, the motor speed is corrected until the tension deviation (54) in each control block shown in FIG. 4 becomes zero.
[0032]
[Equation 5]

[0033]
In S29, it is determined whether or not painting is finished, and the flow is returned to S23 until it is judged to be finished, and the process is repeated until the painting is finished.
[0034]
If it is determined in S29 that the painting is completed, all the processes from S23 to S29 are completed, and the process ends (S30).
[0035]
The catenary fluctuation amount and the tension fluctuation amount when the present invention is not carried out are shown in FIGS. 5 and 6, and the catenary fluctuation amount and the tension fluctuation amount when the present invention is carried out are shown in FIGS. 7 and 8. When the invention is implemented, it can be seen that stable control characteristics are obtained for each variation.
[0036]
As a result, as shown in FIG. 9, the coated portion when the present invention is implemented has a uniform painted surface, and the coating quality can be guaranteed.
[0037]
At this time, each value is as shown in Table 1.
[0038]
[Table 1]
Thickness t = 0.5 (mm)
Sheet width w = 1060 (mm)
Unpainted length l = 5.0 (m)
Paint film thickness tt = 16-18 (μm)
[0039]
【The invention's effect】
The present invention utilizes the conventional catenary detector and tension detector and operates the control device, thereby preventing the occurrence of unpainted portions on the painted surface of the curtain coater and guaranteeing the coating quality in the curtain coater. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a coating apparatus suitable for carrying out a coating quality assurance method in a curtain coater according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for executing catenary control and tension control.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a coated steel sheet having an unpainted portion according to a conventional method.
FIG. 4 is a block diagram showing the entire control system necessary for carrying out the coating quality assurance method in the curtain coater according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional catenary fluctuation amount;
FIG. 6 is a diagram showing a conventional tension fluctuation amount.
FIG. 7 is a diagram showing the amount of catenary fluctuation when the present invention is implemented.
FIG. 8 is a diagram showing the amount of variation in tension when the present invention is implemented.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a coated steel sheet having a painted portion according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Steel plate
2a, 2b Incoming bridle roll
2c, 2d Incoming bridle roll drive motor
3a, 3b Outgoing bridle roll
3c, 3d Exit side bridle roll drive motor 4 Curtain coater 5 Painted surface 6 Entrance side no drive roll 7 Exit side no drive roll 8 Catenary 9 Heating furnace 10 Catenary detector 11 Tension detector 12

Controllers

13 and 14

Speed detector

15, 16 Speed control unit 17 Tension control unit 18 Line speed command 19 Set catenary 20 Set tension 21 Painted part 22 Unpainted part 41 Set catenary 42 Catenary compensator 43 Speed control unit 44 Tension control unit 45 Tension → catenary conversion unit 46 Tension Compensator 47 Tension → Speed converter 48 Catenary deviation 49 Speed deviation signal 50 Catenary fluctuation amount 51 Set tension 52, 53 Electric motor speed for bridle roll 54 Tension deviation

Claims

In the coating quality assurance method of the curtain coater used for surface coating on steel plates, the catenary height detected by the catenary detector is compared with the set catenary to guarantee the coating quality on the painted surface, and the deviation is If it occurs, the bridle roll speed controller corrects the motor speed via the catenary compensator, and then compares the steel plate tension detected by the tension detector with the set tension. The coating quality in the curtain coater is characterized in that the target catenary height control accuracy and the target tension control accuracy are guaranteed at the same time by correcting the motor speed proportional to the tension through the tension compensator. Guarantee method.