JP4807001B2

JP4807001B2 - Tension control device

Info

Publication number: JP4807001B2
Application number: JP2005231024A
Authority: JP
Inventors: 寛之小出
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-08-09
Also published as: JP2007045567A

Description

本発明は、紙、フィルム、金属、紙などの帯状製品の張力制御装置に関する。 The present invention relates to a tension control device for a strip-shaped product such as paper, film, metal, and paper.

従来の巻戻しダンサロール制御装置について図３を用いて説明する（例えば、特許文献１参照）。
図３は材料１を矢印の方に送り出している。材料を搬送するために基準ロール４は基準ロール速度制御器１３にて速度が制御されている。一方、巻戻電動機５は巻戻電動機駆動装置７でダンサロールの位置を一定にするように制御されている。ダンサロール位置検出器３Ａは前記電動機制御によって生ずる位置を検出している。
このような働きをする装置の構成は次のようになっている。基準ロール４は基準ロール４に連結された基準ロール電動機１０と、ライン速度指令器１６の出力であるライン速度信号１６Ｂと基準ロール速度検出器１１の検出値とを受けて働く基準ロール速度制御器１３により速度制御され材料１のライン速度を一定に制御する。
ライン速度指令器１６はライン速度設定器１６Ａの信号を入力し、運転・停止指令（不図示）でライン速度信号１６Ｂを出力するとともにライン加減速信号１６Ｃを出力している。
ダンサロール位置制御器１５はダンサロール位置検出器３Ａと、ダンサロール位置設定器１４の信号を受けて動作し、その出力を位置補正信号１５Ａとして出力している。この位置補正信号１５Ａとライン速度信号１６Ｂに加えたものを速度指令として巻戻電動機５に与える。
巻戻電動機５はこの速度指令値を巻戻径演算器１７の出力である巻戻径演算値１７Ｂで除したものを巻戻電動機速度指令として速度を制御している。これらダンサロール位置フィードバック制御系に加え、巻戻張力の安定を図るため巻戻電動機トルク補償器９が設置されている。巻戻電動機トルク補償器９は巻戻機２の本体メカロストルク、巻戻機２の材料の重量による重量メカロストルク、加減速時の本体慣性トルクならびに材料分慣性トルクを演算し、巻戻電動機トルク補償信号９Ａとして出力している。
巻戻径演算器１７は巻戻電動機５と基準ロール電動機４の速度比から径をもとめる。径演算は各速度の比率から設定されるため、最初の値は初期径設定器１７Ａで巻戻径・材料厚み演算器１７に与えられる。この巻戻径演算値１７Ｂは巻戻電動機速度制御器８の比例ゲインを径に比例して増大させるように作用している。 A conventional rewind dancer roll control device will be described with reference to FIG. 3 (see, for example, Patent Document 1).
In FIG. 3, the material 1 is fed in the direction of the arrow. In order to convey the material, the speed of the reference roll 4 is controlled by a reference roll speed controller 13. On the other hand, the rewinding motor 5 is controlled by the rewinding motor driving device 7 so that the position of the dancer roll is constant. The dancer roll position detector 3A detects the position generated by the motor control.
The configuration of the device that works in this way is as follows. The reference roll 4 is operated by receiving a reference roll motor 10 connected to the reference roll 4, a line speed signal 16 B output from the line speed commander 16, and a detection value of the reference roll speed detector 11. The line speed of the material 1 is controlled at a constant speed by 13.
The line speed command unit 16 receives a signal from the line speed setter 16A, outputs a line speed signal 16B in response to an operation / stop command (not shown), and outputs a line acceleration / deceleration signal 16C.
The dancer roll position controller 15 operates in response to signals from the dancer roll position detector 3A and the dancer roll position setter 14, and outputs the output as a position correction signal 15A. The position correction signal 15A and the line speed signal 16B are added to the rewinding motor 5 as a speed command.
The rewinding motor 5 controls the speed by using the speed command value divided by the rewinding diameter calculation value 17B, which is the output of the rewinding diameter calculator 17, as the rewinding motor speed command. In addition to these dancer roll position feedback control systems, a rewind motor torque compensator 9 is installed to stabilize the rewind tension. The rewinding motor torque compensator 9 calculates the main body mechanical loss torque of the rewinding machine 2, the weight mechanical loss torque due to the weight of the material of the rewinding machine 2, the main body inertia torque during acceleration / deceleration, and the material inertia torque. The compensation signal 9A is output.
The rewind diameter calculator 17 obtains the diameter from the speed ratio between the rewind motor 5 and the reference roll motor 4. Since the diameter calculation is set from the ratio of each speed, the initial value is given to the rewind diameter / material thickness calculator 17 by the initial diameter setter 17A. The rewind diameter calculation value 17B acts to increase the proportional gain of the rewind motor speed controller 8 in proportion to the diameter.

次に、従来のコータ張力制御装置について図４を用いて説明する。（例えば、特許文献２参照）。図４においてコータ張力制御の主要部は、製品２２を搬送するバッキングロール２１、張力検出器２５、塗工液（不図示）を噴射するファンテン２４および噴射された塗工液を所定の厚みに掻き落とすコータブレード２３からなっている。製品２２は図４中の矢印の方向に搬送されている。
これらの駆動制御は次のように実現されている。すなわち、バッキングロール電動機３１はバッキングロール２１に接続されたバッキングロール電動機３１とバッキングロール電動機駆動装置３０により駆動されている。バッキングロール電動機３１は速度指令器２８の指令に従い、速度制御器２９により速度検出器３２の検出値をフィードバックとして速度制御される。このとき張力は張力検出器２５で測定されフィードバックとして使用される。張力設定器２６からそのフィードバックが減算され張力制御器２７で張力制御される。
この張力制御器２７の出力は前記速度指令信号に加算されて速度制御器２９に送られ、速度制御ループで速度制御した上でバッキングロール電動機駆動装置３０にトルク指令として与えられる。
この張力制御器２７はブレード着信号３４で比例定数、積分定数を切替えており、ブレード着信号３４が開した場合は積分出力をホールドしている。
前記フィードバックループ系の応答遅れを補償する意味でトルク補償器３３が設置されている。これはブレード着信号３４を受けて変化するトルクを予め設定しておくものでフィードフォワード補償を行う。
このようにしてコータ張力制御が実現される。
特開平１１−２４０６５２号公報（図１）特開平１１−０７９５１０号公報（図１） Next, a conventional coater tension control device will be described with reference to FIG. (For example, refer to Patent Document 2). In FIG. 4, the main parts of the coater tension control are the backing roll 21 for conveying the product 22, the tension detector 25, the fan ten 24 for injecting a coating liquid (not shown), and the sprayed coating liquid to a predetermined thickness. The coater blade 23 is scraped off. The product 22 is conveyed in the direction of the arrow in FIG.
These drive controls are realized as follows. That is, the backing roll motor 31 is driven by the backing roll motor 31 connected to the backing roll 21 and the backing roll motor drive device 30. The backing roll motor 31 is speed controlled by the speed controller 29 using the detection value of the speed detector 32 as feedback in accordance with the command of the speed commander 28. At this time, the tension is measured by the tension detector 25 and used as feedback. The feedback is subtracted from the tension setter 26 and the tension is controlled by the tension controller 27.
The output of the tension controller 27 is added to the speed command signal and sent to the speed controller 29. The speed is controlled by the speed control loop, and then given to the backing roll motor drive device 30 as a torque command.
The tension controller 27 switches between a proportional constant and an integral constant according to the blade arrival signal 34. When the blade arrival signal 34 is opened, the integral output is held.
A torque compensator 33 is installed to compensate for the response delay of the feedback loop system. In this method, torque that changes in response to the blade arrival signal 34 is set in advance, and feedforward compensation is performed.
In this way, coater tension control is realized.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-240652 (FIG. 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-079510 (FIG. 1)

しかしながら、従来の巻戻しダンサロール位置制御装置の位置制御は応答が遅く、材料のバタツキやしわの発生、最悪は破断を起こすことがある。それらを防ぐために機械本体のメカロス、材料の重量によるメカロス、加減速時の慣性トルクについてはあらかじめ演算してフィードフォワード補償することが必要であった。しかし、これらの補償は理論値であって、メカロストルク分は機械磨耗などの経時変化や潤滑油粘性の温度による変化、慣性トルクは径演算の精度や材料の密度のばらつきなどによる誤差分を正確に補償できなかった。
また、従来のコータ張力制御装置は、ブレードの着又は脱時の負荷の変動は、フィードバック制御とフィードフォワード補償の組合わせで行われている。このフィードフォワード補償は実際の操業状態のデータを基に設定されている。
しかし、このフィードフォワード補償は製品種別、塗工液の噴出量、塗工液の粘性、ブレードの材質、ブレードの角度と押し込み量などで大きく変化しており、正確な値を設定するすることができないので、ブレード着ならびに脱時の負荷変動による速度変化が大きく、ブレード着後のバッキングロール前のたるみによるしわの発生、その反動による製品への過大張力による破断発生という問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、系の変化に追従するとともにフィードフォワードによる補償を不要にし、速い応答と振動を抑制することができる巻戻しダンサロール位置制御装置を提供することを目的とする。
また、系の変化に追従させるためのフィードフォワードによる補償を不要にし、速い応答と振動を抑制することができるコータ張力制御装置を提供することを目的としている。 However, the position control of the conventional rewind dancer roll position control device has a slow response, and material flickering and wrinkles may occur, and in the worst case, breakage may occur. In order to prevent such problems, it was necessary to calculate the mechanical loss of the machine body, the mechanical loss due to the weight of the material, and the inertia torque during acceleration / deceleration in advance to compensate for feedforward. However, these compensations are theoretical values, and the mechanical loss torque is a time-dependent change such as mechanical wear and changes in lubricating oil viscosity due to temperature, and the inertia torque is an accurate error due to the accuracy of diameter calculation and material density variation. Could not compensate.
Further, in the conventional coater tension control device, the fluctuation of the load when the blade is attached or detached is performed by a combination of feedback control and feedforward compensation. This feed-forward compensation is set based on actual operation state data.
However, this feed-forward compensation varies greatly depending on the product type, coating liquid ejection amount, coating liquid viscosity, blade material, blade angle and indentation amount, etc., and an accurate value can be set. Since this is not possible, there is a large speed change due to load fluctuation at the time of blade attachment and removal, and there are problems of wrinkles due to slack before the backing roll after attachment of the blade, and breakage due to excessive tension to the product due to the reaction.
The present invention has been made in view of such problems, and provides a rewinding dancer roll position control device that can follow a change in the system, eliminate the need for feedforward compensation, and suppress a quick response and vibration. The purpose is to provide.
It is another object of the present invention to provide a coater tension control device that eliminates the need for feed-forward compensation for following changes in the system and can suppress a quick response and vibration.

上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、速度指令に対して電動機速度検出信号を帰還して偏差信号を演算し、速度制御器により前記偏差信号を増幅して得られたトルク指令信号に従った電動機トルクとなるように電動機の電流を制御する帯状材料の張力制御装置において、前記電動機速度検出信号を微分した値に電動機慣性モーメントを乗じた加速トルク信号を出力する加減速トルク演算器と、前記速度制御器のトルク指令信号を電動機の加速トルクとして、前記加減速トルク演算器の出力信号を電動機の加速トルク信号として帰還し、２つの信号の信号偏差に比例する信号と積分して得られた信号とを加えた信号を出力して、速度の変化をトルク指令に補正し、前記加速トルク信号が前記速度制御器出力のトルク指令信号に一致するように制御する加減速トルク制御器と、を備えたことを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の張力制御装置を、巻戻し張力制御のダンサーロール制御に応用して、巻き取られた材料を巻戻す巻戻機と、巻戻速度指令と前記巻戻機の速度検出信号である巻戻速度検出信号との偏差信号が入力される巻戻電動機速度制御器の出力であるトルク指令に従って、前記巻戻機の速度、トルクを制御する駆動装置と、当該材料を一定速度で搬送する基準ロールと、ライン速度指令と前記基準ロールの速度検出信号である基準ロール速度検出信号との偏差信号が入力される基準ロール速度制御器の出力を取得して、前記基準ロールの速度を制御する駆動装置と、巻戻機と基準ロールの間の張力を一定にするためのダンサロールとその位置を測定するためのダンサロール位置検出器と前記ダンサロール位置検出器の出力とダンサロール位置設定器の出力とに基づき、位置補正信号を出力するダンサロール位置制御器と、前記巻戻速度検出値と前記基準ロール速度検出値とから巻戻し材料の径を演算する巻戻径演算器と、前記ライン速度指令に前記位置補正信号を加算する加算器と、前記加算器の出力を前記巻戻径演算器の出力で除算して前記巻戻速度指令を出力する除算器と、を持つ巻戻しダンサロール制御装置において、巻戻電動機の巻戻電動機慣性モーメント設定器と、巻戻電動機の速度変化をトルクとして演算する加減速トルク演算器と、巻戻電動機速度制御器の出力を指令とし、加減速トルク演算器の出力を帰還とし、２つの信号の信号偏差に比例する信号と積分して得られた信号とを加えた信号を出力して、速度の変化をトルク指令に補正してその差を少なくするように制御する加減速トルク制御器を備えたことを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の張力制御装置をコータ張力制御に応用して、帯状の製品表面に塗工液を噴射するファンテンと、その噴射された塗工液を所定の厚みに掻き落とすコータブレードと、前記製品を搬送し前記コータブレードがタッチするバッキングロールからなる製品ラインと、このバッキングロールを回転させる電動機と、その電動機を駆動する駆動装置と、この駆動装置へ指令を与える速度制御器と、前記バッキングロールの速度を検出するバッキングロール速度検出器と、前記バッキングロール受入側製品の張力を検出する張力検出器と、前記張力を予め設定する張力設定器と、その張力設定器の出力と前記張力検出器の検出値との張力偏差値を入力とする張力制御器と、この張力制御器の出力を速度指令器の指令出力に加える加算手段と、その加算手段の出力から前記バッキングロール速度検出器の検出値を減算する減算器とを有するコータ張力制御装置において、バッキングロール慣性モーメントを設定する機能と、バッキングロール速度検出器の信号変化をトルクの変化量として演算する加減速トルク演算器と、加減速トルク演算器の出力を速度制御器の出力から減算する手段と、その減算された信号を入力として加減速トルクを制御する加減速トルク制御器とを備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is that a torque command obtained by feeding back a motor speed detection signal to a speed command, calculating a deviation signal, and amplifying the deviation signal by a speed controller. Acceleration / deceleration torque calculation that outputs an acceleration torque signal obtained by multiplying a value obtained by differentiating the motor speed detection signal by a motor inertia moment in a belt-like material tension control device that controls the motor current so that the motor torque is in accordance with the signal And the torque command signal of the speed controller as the acceleration torque of the motor, the output signal of the acceleration / deceleration torque calculator as feedback of the acceleration torque signal of the motor, and integration with a signal proportional to the signal deviation of the two signals. the resulting signal with the signal and outputs the adding Te, corrects the change speed in the torque command, the acceleration torque signal matches the torque command signal of the speed controller output It is characterized by comprising the acceleration and deceleration torque controller to control the so that, a.
Further, the invention according to claim 2 applies the tension control device according to claim 1 to dancer roll control of rewind tension control, and a rewind machine for rewinding the wound material, and a rewind speed command. A drive for controlling the speed and torque of the rewinding machine according to a torque command which is an output of a rewinding motor speed controller to which a deviation signal between the rewinding speed detection signal and the rewinding speed detection signal is input. Acquires the output of the reference roll speed controller to which the deviation signal between the apparatus, the reference roll that conveys the material at a constant speed, and the line speed command and the reference roll speed detection signal that is the speed detection signal of the reference roll is input. to a driving device for controlling the speed of said reference roll, uncoiler and reference the dancer roll to the constant tension between the roll and the dancer roll position detector for measuring the position dancer roll position Based on the output of the output device and the output of the dancer roll position setter, a dancer roll position controller which outputs a position correction signal, the diameter of the unwinding material from the unwinding speed detection value and the reference roll speed detection value A rewind diameter calculator for operation, an adder for adding the position correction signal to the line speed command, and an output of the adder divided by an output of the rewind diameter calculator to output the rewind speed command A rewinding motor inertia moment setting device for a rewinding motor, an acceleration / deceleration torque calculator for calculating a speed change of the rewinding motor as a torque, and a rewinding motor speed. Change the speed by using the controller output as a command, the output of the acceleration / deceleration torque calculator as feedback, and outputting a signal that is proportional to the signal deviation between the two signals and the signal obtained by integration. To torque command Correct and is characterized by having a deceleration torque controller that controls so as to reduce the difference.
Further, the invention described in claim 3 applies the tension control device described in claim 1 to coater tension control so that the fountain for injecting the coating liquid onto the surface of the belt-shaped product and the sprayed coating liquid A coater blade that scrapes off to a predetermined thickness, a product line that consists of a backing roll that transports the product and touches the coater blade, an electric motor that rotates the backing roll, a driving device that drives the electric motor, and this driving device A speed controller for giving a command to the backing roll, a backing roll speed detector for detecting the speed of the backing roll, a tension detector for detecting the tension of the backing roll receiving side product, and a tension setting device for presetting the tension. A tension controller that inputs a tension deviation value between the output of the tension setter and the detected value of the tension detector, and the output of the tension controller as a speed command device Adding means for adding the command output, the coater tension control device having a subtractor for subtracting the detected value of the backing roll velocity detector from the output of the addition means, a function of setting a backing roll moment of inertia, the backing roll speed Acceleration / deceleration torque calculator that calculates the signal change of the detector as the amount of change in torque, means for subtracting the output of the acceleration / deceleration torque calculator from the output of the speed controller, and acceleration / deceleration torque using the subtracted signal as input And an acceleration / deceleration torque controller for controlling the motor.

本発明によると、巻戻機の速度変化を捉えることによりトルク変化が検出できるため、フィードフォワード補償演算をなくすことができるのでダンサロール位置制御の誤差が少なくなり、補償演算が必要な時間がないので制御系の演算周期を短くすること、つまり張力制御の応答を速くすることができる。
また、コータ張力制御についても、バッキングロールの速度変化を捉えることによりトルクの変化が検出できるため、フィードフォワード補償をなくすことができる。更に、製品材質、塗工液の噴射量・粘性、ブレードの種別や設定等に影響されない張力制御をすることができる。 According to the present invention, since the torque change can be detected by capturing the speed change of the rewinding machine, the feedforward compensation calculation can be eliminated, so that the error of the dancer roll position control is reduced and there is no time required for the compensation calculation. Therefore, it is possible to shorten the calculation cycle of the control system, that is, to speed up the response of the tension control.
Also, with respect to the coater tension control, since the change in torque can be detected by detecting the change in the speed of the backing roll, feedforward compensation can be eliminated. Furthermore, it is possible to perform tension control that is not affected by the product material, the spray amount / viscosity of the coating liquid, the blade type and settings, and the like.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の巻戻しダンサロール制御装置の構成を示す図である。図３と異なるのは巻戻電動機トルク補償器９を削除し、加減速トルク演算器１９、巻戻電動機慣性モーメント設定器１８、加減速トルク制御装置２０を追加している点である。なお、図３と同一構成には同一符号を付して、図３と異なる点を集中的に説明する。
加減速トルク演算器１９は、巻戻電動機速度検出器６の信号と巻戻電動機慣性モーメント設定器１８から、加減速トルク演算器１９の出力である加減速トルクを計算している。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rewind dancer roll control device according to the present invention. The difference from FIG. 3 is that the rewinding motor torque compensator 9 is deleted, and an acceleration / deceleration torque calculator 19, a rewinding motor inertia moment setting device 18, and an acceleration / deceleration torque control device 20 are added. The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and different points from FIG. 3 will be described intensively.
The acceleration / deceleration torque calculator 19 calculates the acceleration / deceleration torque that is the output of the acceleration / deceleration torque calculator 19 from the signal of the rewinding motor speed detector 6 and the rewinding motor inertia moment setting unit 18.

式で示すと（１）式は、巻戻電動機速度をＮ（ｍｉｎ^-1）、巻戻電動機慣性モーメントＪ（ｋｇ−ｍ²）とした場合、加減速トルクＴact（Ｎｍ）は
Ｔact＝Ｊ／９．５５×ｄＮ／ｄｔ・・・・・（１）
で表される。ここでｄ／ｄｔは微分演算子である。 The equation (1) shows that when the rewinding motor speed is N (min ⁻¹ ) and the rewinding motor inertia moment J (kg−m ² ), the acceleration / deceleration torque Tact (Nm) is Tact = J / 9.55 × dN / dt (1)
It is represented by Here, d / dt is a differential operator.

ここで得られた加減速トルクＴactを帰還信号に、巻戻電動機速度制御器８の出力であるトルク指令を設定として加減速トルク制御器２０で制御されている。この加減速トルク制御器２０は速度変化を小さくするように巻戻電動機５を制御している。このようにして系の速度の変化をトルクの変化に置き換えて、それを補正するように動作するから、従来技術のように多くの演算を費やしてまでフィードフォワード的にトルクの補償をすることは不要になる。また、（１）式からもわかるように加減速トルクの計算に定数として変わらない巻戻電動機５の慣性モーメント値を採用している。従って、巻戻し材料の慣性モーメントといったような変動する定数を一切使用しないため、定数自身が変化することによる制御の変動はあり得ない。 The acceleration / deceleration torque controller 20 is controlled by setting the obtained acceleration / deceleration torque Tact as a feedback signal and setting a torque command as an output of the rewinding motor speed controller 8. The acceleration / deceleration torque controller 20 controls the rewinding motor 5 so as to reduce the speed change. In this way, the change in the system speed is replaced with the change in the torque and the operation is performed to correct the change. It becomes unnecessary. Further, as can be seen from the equation (1), the inertia moment value of the rewinding motor 5 that does not change as a constant is employed in the calculation of the acceleration / deceleration torque. Therefore, since no variable constant such as the moment of inertia of the rewinding material is used, there is no control variation due to the constant itself changing.

次に、本発明の実施例２について図を参照して説明する。
図２は、本発明のコータ張力制御装置の構成を示す図である。図４と異なるのはトルク補償器３３とブレード着信号３４を削除し、加減速トルク演算器３６、バッキングロール電動機慣性モーメント設定器３５ならびに加減速トルク制御器３７を追加している。
本発明が特許文献２と異なる部分は、加減速トルク演算器３６、バッキングロール電動機慣性モーメント設定器３５ならびに加減速トルク制御器３７を備えた部分である。
なお、図４と同一構成には同一符号を付し、図４と異なる点を主体に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the coater tension control apparatus of the present invention. The difference from FIG. 4 is that the torque compensator 33 and the blade arrival signal 34 are deleted, and an acceleration / deceleration torque calculator 36, a backing roll motor inertia moment setting device 35, and an acceleration / deceleration torque controller 37 are added.
The present invention is different from Patent Document 2 in that it includes an acceleration / deceleration torque calculator 36, a backing roll motor moment of inertia setting device 35, and an acceleration / deceleration torque controller 37.
4 that are the same as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and different points from FIG. 4 will be mainly described.

加減速トルク演算器３６はバッキングロール電動機速度検出器３２の信号とバッキングロール慣性モーメント設定器３５から加減速トルク演算器３６の出力である加減速トルクを計算している。 The acceleration / deceleration torque calculator 36 calculates the acceleration / deceleration torque which is the output of the acceleration / deceleration torque calculator 36 from the signal of the backing roll motor speed detector 32 and the backing roll inertia moment setter 35.

具体的に式で示すと（２）式のように、バッキングロール電動機速度をＮ（ｍｉｎ^-1）、バッキングロール慣性モーメントをＪ（ｋｇ−ｍ²）として、加減速トルクＴact(Nm)は
Ｔact＝Ｊ／９．５５×ｄＮ／ｄｔ・・・・・（２）
で表される。ここでｄ／ｄｔは微分演算子である。 Specifically, the acceleration / deceleration torque Tact (Nm) is expressed as Tact, where the backing roll motor speed is N (min ^-1 ) and the backing roll inertia moment is J (kg-m ² ), as shown in Expression ( ² ). = J / 9.55 × dN / dt (2)
It is represented by Here, d / dt is a differential operator.

ここで得られた加減速トルクＴactをフィードバック信号に、速度制御器２９の出力を設定として加減速トルク制御器３７で制御されている。この加減速トルク制御器３７は速度変化を小さくするようにバッキングロール電動機３１を制御している。このようにして系の速度の変化をトルクの変化に置き換えて、それを補正するように動作するから従来技術のようにフィードフォワード補償をすることは不要になる。また、（２）式からもわかるように加減速トルクの計算に、定数として変わらないバッキングロール電動機３１の慣性モーメント値が採用している。言い換えると負荷状態を記述するメカロスなどの変動する定数を一切使用しないため、定数自身が変化することによる制御の変動はあり得ない。従って、バッキングロールのメカロス変化等の経時変化による影響も併せて排除できる。 The acceleration / deceleration torque Tact obtained here is controlled by the acceleration / deceleration torque controller 37 with the output of the speed controller 29 set as a feedback signal. The acceleration / deceleration torque controller 37 controls the backing roll motor 31 so as to reduce the speed change. In this way, since the change in the system speed is replaced with the change in the torque and the operation is performed to correct it, it is not necessary to perform feedforward compensation as in the prior art. Further, as can be seen from the equation (2), the moment of inertia value of the backing roll motor 31 that does not change as a constant is employed in the calculation of the acceleration / deceleration torque. In other words, since a constant that fluctuates such as a mechanical loss describing the load state is not used at all, there is no control fluctuation due to a change in the constant itself. Accordingly, it is possible to eliminate the influence due to the change with time such as the mechanical loss change of the backing roll.

図１に示す張力制御装置の場合は、ダンサロール制御器の他に、材料の搬送方向を逆にすれば巻取機の用途にも適用できる。
また、図２の場合は、コータ張力制御装置としての用途の他に、ブレードをロールに置換えて、本発明の場合の構成を同じにすれば、ロールタッチ等の負荷変動も緩和することができるので、ロールコータ、カレンダという用途にも使用できる。 In the case of the tension control device shown in FIG. 1, in addition to the dancer roll controller, it can also be applied to the use of a winder if the material transport direction is reversed.
Further, in the case of FIG. 2, in addition to the use as a coater tension control device, if the blade is replaced with a roll and the configuration in the case of the present invention is made the same, load fluctuations such as roll touch can be reduced. Therefore, it can be used for applications such as roll coaters and calendars.

本発明の実施例１に係る張力制御装置の構成図である。It is a block diagram of the tension control apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係る張力制御装置の構成図である。It is a block diagram of the tension control apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 従来の巻き戻しダンサロール制御装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional rewind dancer roll control apparatus. 従来のコータ張力制御装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional coater tension control apparatus.

Explanation of symbols

１材料
２巻戻機
２Ａ巻戻機（次回）
３ダンサロール
３Ａダンサロール位置検出器
４基準ロール
５巻戻電動機
６巻戻電動機速度検出器
７巻戻電動機駆動装置
８巻戻電動機速度制御器
９Ｂ巻戻電動機トルク指令信号
１０基準ロール電動機
１１基準ロール電動機速度検出器
１２基準ロール駆動装置
１３基準ロール速度制御器
１４ダンサロール位置設定器
１５ダンサロール位置制御器
１５Ａ位置補正信号
１６ライン速度指令器
１６Ａライン速度設定器
１６Ｂライン速度信号
１６Ｃライン加減速信号
１７巻戻径演算器
１７Ａ巻戻初期径設定器
１７Ｂ巻戻径演算値
１８巻戻電動機慣性モーメント設定器
１９加減速トルク演算器
２０加減速トルク制御器
２１バッキングロール
２２製品
２３コータブレード
２４ファンテン
２５張力検出器
２６張力設定器
２７張力制御器
２８速度指令器
２９速度制御器
３０バッキングロール電動機制御装置
３１バッキングロール電動機
３２速度検出器
３５バッキングロール電動機慣性モーメント設定器
３６加減速トルク演算器
３７加減速トルク制御器 1 Material 2 Rewinder 2A Rewinder (next time)
Reference Signs List 3 dancer roll 3A dancer roll position detector 4 reference roll 5 rewind motor 6 rewind motor speed detector 7 rewind motor drive 8 rewind motor speed controller 9B rewind motor torque command signal 10 reference roll motor 11 reference roll Motor speed detector 12 Reference roll driving device 13 Reference roll speed controller 14 Dancer roll position setter 15 Dancer roll position controller 15A Position correction signal 16 Line speed commander 16A Line speed setter 16B Line speed signal 16C Line acceleration / deceleration signal 17 Rewind Diameter Calculator 17A Rewind Initial Diameter Setter 17B Rewind Diameter Calculated Value 18 Rewind Motor Inertia Moment Setter 19 Acceleration / Deceleration Torque Calculator 20 Acceleration / Deceleration Torque Controller 21 Backing Roll 22 Product 23 Coater Blade 24 Fan Ten 25 Tension detector 26 Tension setting 27 Tension controller 28 Speed commander 29 Speed controller 30 Backing roll motor control device 31 Backing roll motor 32 Speed detector 35 Backing roll motor inertia moment setting device 36 Acceleration / deceleration torque calculator 37 Acceleration / deceleration torque controller

Claims

The motor speed detection signal is fed back to the speed command, the deviation signal is calculated, and the motor current is controlled so that the motor torque is in accordance with the torque command signal obtained by amplifying the deviation signal by the speed controller. In the belt-shaped material tension control device
An acceleration / deceleration torque calculator that outputs an acceleration torque signal obtained by multiplying a value obtained by differentiating the motor speed detection signal by a motor inertia moment, and the acceleration / deceleration torque calculator using the torque command signal of the speed controller as an acceleration torque of the motor. the output signal is fed back as the acceleration torque signal of the electric motor, and outputs a signal obtained by adding the two signals signals obtained by signal integration in proportion to signal deviations, it corrects the change in the speed torque command And an acceleration / deceleration torque controller that controls the acceleration torque signal so as to coincide with the torque command signal output from the speed controller.

The tension control device according to claim 1 is applied to dancer roll control of rewind tension control to rewind the wound material, with a rewind speed command and a speed detection signal of the rewind machine. In accordance with a torque command that is an output of a rewinding motor speed controller to which a deviation signal from a certain rewinding speed detection signal is input, a drive device that controls the speed and torque of the rewinding machine , and the material is conveyed at a constant speed. To obtain the output of a reference roll speed controller to which a deviation signal between a reference roll to be executed , a line speed command and a reference roll speed detection signal which is a speed detection signal of the reference roll is input, and control the speed of the reference roll drive and, uncoiler and reference dancer roll for the constant tension between the roll and the dancer roll position detector for measuring the position the dancer roller position detector output and the dancer roll position to Based on the output of the setter, the dancer roll position controller which outputs a position correction signal, and a take Modo径calculator for calculating the diameter of the unwinding material from the unwinding speed detection value and the reference roll speed detection value An adder that adds the position correction signal to the line speed command; and a divider that divides the output of the adder by the output of the rewind diameter calculator and outputs the rewind speed command . In the return dancer roll control device,
The output of the rewinding motor inertia moment setting device, the acceleration / deceleration torque calculator that calculates the speed change of the rewinding motor as torque, and the output of the rewinding motor speed controller as commands, and the output of the acceleration / deceleration torque calculator Is used as feedback, and a signal that is proportional to the signal deviation of the two signals and the signal obtained by integration are output, and the change in speed is corrected to the torque command and the difference is reduced. A tension control device comprising an acceleration / deceleration torque controller.

Applying the tension control device according to claim 1 to coater tension control, a fan tenter for injecting a coating liquid onto a belt-shaped product surface, a coater blade for scraping the sprayed coating liquid to a predetermined thickness, a product line comprising a backing roll, wherein the coater blade to convey the product touches, an electric motor for rotating the backing roll, a driving device for driving the electric motor, a speed controller that gives an instruction to the driving device, wherein A backing roll speed detector that detects the speed of the backing roll, a tension detector that detects the tension of the backing roll receiving side product, a tension setting device that presets the tension, an output of the tension setting device, and the tension A tension controller which receives a tension deviation value from the detection value of the detector, and an adding means for adding the output of the tension controller to the command output of the speed commander; In coater tension control device having a subtractor for subtracting the detected value of the backing roll velocity detector from the output of the addition means,
A function for setting the moment of inertia of the backing roll, an acceleration / deceleration torque calculator for calculating the change in the signal of the backing roll speed detector as a torque change amount, and means for subtracting the output of the acceleration / deceleration torque calculator from the output of the speed controller And an acceleration / deceleration torque controller for controlling the acceleration / deceleration torque using the subtracted signal as an input.