JP5845853B2 - 金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法に関し、特に金属ストリップの製造ライン内のトルク電流によって制御されるブライドルロール間の処理セクションにおいて、張力がかけられている金属ストリップが破断した状態であることを検知する金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法に関する。

金属ストリップを製造する製造ライン内には、トルク電流によって張力制御されるブライドルロール間に処理セクションが設けられている。このブライドルロール間の処理セクションにおいては、金属ストリップに張力がかかっている。このため、ブライドルロール間の処理セクションで金属ストリップが破断してしまうと、例えば破断した部分を接合しなければならず、復旧作業に手間がかかる。また、破断が発生してからできる限り短時間で、製造ラインを停止することができれば良いが、製造ラインが停止するまでに時間がかかり過ぎると、金属ストリップがロールに巻きついてしまうことがある。さらに、金属ストリップの破断が発生すると、製造ラインを一時的に停止しなければならないため、生産性が低下してしまう。
このため、ブライドルロール間の張力やロールを駆動するモータの電流速度等の実績値、各種センサを用いることによって、金属ストリップが破断した状態であることを検知する装置・方法として、例えば下記の特許文献１〜３の破断検知装置・方法がある。

まず、特許文献１の破断検出方法においては、金属ストリップの張力実績値や、張力実績値の変動幅、変動時間をそれぞれの設定値と比較して、それらが所定値以上になった時に、金属ストリップが破断した状態であると判定する。
また、特許文献２の破断検出装置においては、上流側のロールと下流側のロールとの各電流値を検出し、上流側のブライドルロールの電流値が所定値以上になるとともに、下流側のブライドルロールの電流値が所定値以上になった時に、加工処理材が破断した状態であると判定する。

また、特許文献３の破断検出方法・装置においては、縦型焼鈍炉セクションの入口側の搬送ロールの回転速度と、入口側と反対側の出口側にある各搬送ロールの回転速度とが所定値以上になった時に、金属ストリップが破断した状態であると判定する。さらに、この破断検出方法・装置においては、光センサを併用しており、金属体が破断した状態になったことによって金属体により遮光されなくなった時に、金属ストリップが破断した状態であると判定する。

特開平６−２５５８５３号公報 特開昭５８−１１２４８６号公報 特開平１０−２３９２４７号公報

まず、特許文献３の破断検出方法・装置のような、光センサを用いて金属体が破断した状態であることを検知する方法であるが、金属体が破断してから短時間で金属体が破断した状態であることを検知するためには、製造ライン上に、短い間隔で複数の光センサを設けておく必要があり、多くのコストを要した。
また、焼鈍炉等においては、光センサを用いることができない。つまり、製造ラインの環境下によって、各種センサを用いることが難しい場合があった。

さらに、金属体が破断した瞬間に、トルク電流によって張力制御されるブライドルロールの速度が、各ロールの張力設定値によって加速したり、または減速したりする場合がある。このため、特許文献３の破断検出方法・装置では、金属ストリップが破断した状態であることを正しく検知することができない場合があった。
また、特許文献１の破断検出方法のような、張力実績値を用いて金属ストリップが破断した状態であることを検知する方法であるが、張力実績値を取得するための張力計等の計測機器を有していない製造ラインにはそもそも用いることができない。

また、特許文献２の破断検出方法のように、上流側のロールと下流側のロールとの各電流値を用いて金属ストリップが破断した状態であることを検知する方法であるが、各電流値データに基づいて検知処理を行う上で膨大なデータ処理を要した。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、張力実績値を取得することが難しく、また各種センサを設置することが難しい環境下にある製造ラインの処理セクションであっても、金属ストリップが破断した状態であることを検知することができる金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法を提供することを目的とする。

本発明による金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
本発明のある態様による金属ストリップの破断検知システムは、金属ストリップの製造ライン内に設けられた処理セクションにおいて、トルク電流によって前記金属ストリップの張力制御を行う少なくとも１つのロールを駆動するモータのトルク電流実績値を検出するトルク電流実績値検出部と、前記ロールの回転速度実績値を検出する回転速度実績値検出部と、少なくとも前記トルク電流実績値検出部によって検出されたトルク電流実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第１回転速度変化率算出部と、前記回転速度実績値検出部によって検出された回転速度実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第２回転速度変化率算出部と、前記第１回転速度変化率算出部により算出された回転速度変化率と、前記第２回転速度変化率算出部により算出された回転速度変化率との差の絶対値が、破断状態判定閾値を超えた場合に、前記金属ストリップが破断した状態であると判定する破断状態判定部とを備えることを特徴とする。

上記の金属ストリップの破断検知システムによれば、破断状態判定部が、トルク電流実績値から得られるロールの回転速度変化率と、ロールの回転速度実績値とから得られる回転速度変化率との差の絶対値が、破断状態判定閾値を超えた場合に、金属ストリップが破断した状態であると判定する。
これにより、張力実績値を取得する必要がなく、また光センサ等のセンサを設置する必要もなく、製造ラインの各種の処理セクションにおいて金属ストリップが破断した状態であることを検知することが可能となる。

本発明のある態様による金属ストリップの破断検知システムは、前記破断状態判定閾値を記憶する破断状態判定閾値記憶部をさらに備えることを特徴とする。
上記の金属ストリップの破断検知システムによれば、経験値として、製造ラインの駆動停止の減速率の２〜３倍程度の破断状態判定閾値を破断状態判定閾値記憶部に設定しておくことで、金属ストリップの破断検知時間を従来よりも飛躍的に短縮することが可能となる。

本発明のある態様による金属ストリップの破断検知システムは、前記第１回転速度変化率算出部は、前記トルク電流実績値検出部によって検出されたトルク電流実績値に加えて、前記ロールを駆動するモータの定格トルク、定格電流および定格出力と、前記ロールのうちの製造ライン上の上流側ブライドルロールの張力設定値と、前記ロールのうちの製造ライン上の下流側ブライドルロールの張力設定値とに基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出することを特徴とする。

上記の金属ストリップの破断検知システムによれば、第１回転速度変化率算出部が、トルク電流実績値検出部によって検出されたトルク電流実績値に加えて、ロールを駆動するモータの各定格値と、ロールのうちの製造ライン上の上流側ブライドルロールの張力設定値と、ロールのうちの製造ライン上の下流側ブライドルロールの張力設定値とに基づいて、ロールの回転速度変化率を精度良く算出する。

回転速度変化率は、破断状態判定部において金属ストリップが破断した状態であると判定する際の一要素であるため、上記の回転速度変化率を精度良く算出しておくことにより、破断状態判定部における判定精度を高めることが可能となる。
本発明のある態様による金属ストリップの破断検知システムは、前記破断状態判定部は、前記金属ストリップが破断した状態であると判定した際、前記金属ストリップの製造ライン内のロールを駆動するモータを駆動停止するための破断検出信号を出力することを特徴とする。
上記の金属ストリップの破断検知システムによれば、ロールを駆動するためのモータの駆動を制御する制御部が、破断状態判定部から出力された破断検出信号を受けて、ロールを駆動するモータを即座に駆動停止することが可能となる。

本発明のある態様による金属ストリップの破断検知方法は、トルク電流実績値検出部が、金属ストリップの製造ライン内に設けられた処理セクションにおいて、トルク電流によって前記金属ストリップの張力制御を行う少なくとも１つのロールを駆動するモータのトルク電流実績値を検出するトルク電流実績値検出ステップ、回転速度実績値検出部が、前記ロールの回転速度実績値を検出する回転速度実績値検出ステップ、第１回転速度変化率算出部が、少なくとも前記トルク電流実績値検出ステップによって検出されたトルク電流実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第１回転速度変化率算出ステップ、第２回転速度変化率算出部が、前記回転速度実績値検出ステップによって検出された回転速度実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第２回転速度変化率算出ステップ、破断状態判定部が、前記第１回転速度変化率算出ステップにより算出された回転速度変化率と、前記第２回転速度変化率算出ステップにより算出された回転速度変化率との差の絶対値が、破断状態判定閾値を超えた場合に、前記金属ストリップが破断した状態であると判定する破断状態判定ステップを有することを特徴とする。

上記の金属ストリップの破断検知方法によれば、上記の各部が処理ステップを実行することによって、上記の破断検知システムと同様に、張力実績値を取得することが難しく、また光センサ等のセンサを設置することが難しい環境下にある製造ラインの各種の処理セクションにおいても、金属ストリップが破断した状態であることを検知することが可能となる。

本発明の金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法によれば、トルク電流実績値から得られるロールの回転速度変化率と、ロールの回転速度実績値とから得られる回転速度変化率との差の絶対値が、予め決めておいた破断状態判定閾値を超えた場合に、金属ストリップが破断した状態であると判定する。
これにより、張力実績値を取得することが難しく、また光センサ等のセンサを設置することが比較的難しい環境下にある製造ラインの各種の処理セクションにおいても、金属ストリップが破断した状態であることを検知することができる。同時に、金属ストリップＳの破断検知時間を飛躍的に短縮することができる。

本発明の実施形態に係る破断検知システム２０を用いた製造ライン１０の装置構成を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る破断検知システム２０の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る破断検知システム２０における金属ストリップが破断した状態であることを検知する破断検知処理の流れを示すフローチャートである。 破断検知システム２０によって得られた回転速度変化率Δαとロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とを示すグラフである。

以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の金属ストリップの破断検知システムおよび破断検知方法の好適な実施の形態を詳細に説明にする。
（破断検知システム２０を用いた製造ライン１０の装置構成）
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る破断検知システム２０を用いた製造ライン１０の装置構成を説明する。
図１に示す製造ライン１０は、制御部１１と、上流側ブライドルロール１２と、下流側ブライドルロール１３と、処理セクション１４と、破断検知システム２０とを備えて構成される。
制御部１１は、主に、トルク電流によって上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との各モータの回転を駆動制御する。

上流側ブライドルロール１２は、製造ライン１０の上流側（図１中の左側）にあるブライドルロールであり、下流側ブライドルロール１３は、製造ライン１０の下流側（図１中の右側）にあるブライドルロールである。上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３とは、制御部１１からのトルク電流によってロール内部に設けられているモータの回転駆動が制御されている。

処理セクション１４は、上記の上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との間に設けられている。この処理セクション１４では、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３とによって、金属ストリップＳに張力をかける張力制御が行われている。従って、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との間に設けられている処理セクション１４が、張力がかけられている金属ストリップＳが破断した状態であることを検知する破断検知セクションになる。
なお、この処理セクション１４とは、一例として、金属ストリップＳに対して焼鈍を行う熱処理セクションであったり、金属ストリップＳを洗浄する洗浄処理セクションであったりする。勿論、製造ライン１０には、処理セクション１４以外にも、複数の張力制御セクションが設けられていても良い。

上記で説明した製造ライン１０上を、金属ストリップＳが、図１中に示す各矢印Ａ〜Ｃの方向に、一定の速度で移動している。そして、その製造ライン１０には、トルク電流実績値検出部２１や回転速度実績値検出部２２、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２３等を有する破断検知システム２０が設けられている。その破断検知システム２０によって、金属ストリップＳが破断した状態であると判定されると、製造ライン１０の制御部１１に対して、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との各モータを駆動停止するための破断検出信号Ｓが出力される。

（破断検知システム２０の機能構成）
続いて、図２を参照して、本実施形態に係る破断検知システム２０の機能構成を説明する。
図２は、破断検知システム２０の機能構成を示すブロック図である。図２に示す破断検知システム２０は、トルク電流実績値検出部２１と、回転速度実績値検出部２２と、第１回転速度変化率算出部２３と、ＰＬＣ２３とを備えて構成される。
トルク電流実績値検出部２１は、上流側ブライドルロール１２のモータの回転を駆動制御するためのトルク電流実績値Ｉ（Ａ）を検出する。
回転速度実績値検出部２２は、上流側ブライドルロール１２の回転速度実績値Ｖを検出する。

なお、本実施形態の説明においては、トルク電流実績値検出部２１がトルク電流実績値Ｉ（Ａ）を検出する対象のロール、また回転速度実績値検出部２２が回転速度実績値Ｖを検出する対象のロールを上流側ブライドルロール１２としているが、これに限定されない。例えば、上記の対象のロールは、下流側ブライドルロール１３であったり、これ以外の別のブライドルロールがあれば、そのブライドルロールであっても良い。また、複数のロールであっても良い。

ＰＬＣ２３は、第１回転速度変化率算出部２４と、第２回転速度変化率算出部２５と、破断状態判定閾値記憶部２６と、破断状態判定部２７とを備えて構成される。
第１回転速度変化率算出部２４は、トルク電流実績値検出部２１によって検出されたトルク電流実績値Ｉ（Ａ）に基づいて、上流側ブライドルロール１２の回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）を算出する。なお、第１回転速度変化率算出部２４は、回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）を算出する際に、トルク電流実績値Ｉ（Ａ）に加えて、例えば、ロールを駆動するモータの定格トルク、定格電流および定格出力、処理セクション１４の上流側ブライドルロール１２側の張力設定値、処理セクション１４の下流側ブライドルロール１３の張力設定値を参酌する。回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）は、破断状態判定部２７において金属ストリップＳが破断した状態であると判定する際の一要素であるため、回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）を精度良く算出することで、破断状態判定部２７における判定精度を高めることができる。

第２回転速度変化率算出部２５は、回転速度実績値検出部２２によって検出された回転速度実績値Ｖに基づいて、上流側ブライドルロール１２の回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）を算出する。
破断状態判定部２７は、第１回転速度変化率算出部２４によって算出された回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、第２回転速度変化率算出部２５によって算出された回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）とを入力する。そして、トルク電流実績値Ｉから得られるロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、ロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とから得られる回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）との差の絶対値（回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ））が、破断状態判定閾値記憶部２６に記憶されている破断状態判定閾値Ｋを超えた場合に、金属ストリップＳが破断した状態であると判定する。

また、破断状態判定部２７は、金属ストリップＳが破断した状態であると判定すると、製造ライン１０の制御部１１に対して、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との各モータを駆動停止するための破断検出信号Ｓを出力する。
金属ストリップＳを製造する製造ライン１０においては、処理セクション１４毎に張力値が設定されている。張力計等の機器を用いずに張力制御を行う方法としては、例えば、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との各モータの回転をトルク電流によって制御し、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との各張力設定値の差分のトルクをブライドルロールとは別の、処理セクション１４内の本ロール等で補う。これにより、上流側ブライドルロール１２側の張力を基準にして、下流側ブライドルロール１３側の張力を相対的に制御することができる。

なお、張力制御されている処理セクション１４にあっては、製造ライン１０の金属ストリップＳの移動速度に関わらず、常に上流側ブライドルロール１２の張力設定値と下流側ブライドルロール１３の張力設定値との差分や、メカロス分および加減速時の慣性分を補うように、トルク電流の大きさによってブライドルロール間の張力が制御されている。
また、金属ストリップＳに破断が発生した瞬間も、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３とには同様に一定のトルク電流によってブライドルロール間の張力が制御されている。しかしながら、金属ストリップＳに破断が発生した瞬間、金属ストリップＳの拘束力が急激に弱まるため、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との間の速度が大きく変化する。その速度変化にあっては、上流側ブライドルロール１２の張力設定値と下流側ブライドルロール１３の張力設定値との差分に依存する。例えば、処理セクション１４の上流側ブライドルロール１２側の張力設定値が、処理セクション１４の下流側ブライドルロール１３の張力設定値よりも大きい場合には、破断が発生した瞬間に速度が急激に加速する。これとは逆に、下流側ブライドルロール１３の張力設定値が、上流側ブライドルロール１２の張力設定値よりも大きい場合には、破断が発生した瞬間に速度が急激に減速する。このため、本実施形態に係る破断検知システム２０においては、トルク電流実績値Ｉ（Ａ）とロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とを検出し、以下で説明するように、金属ストリップＳが破断した状態であることを検知する。
ある時刻ｔにおけるロール回転速度の単位時間Δｔ当たりの変化率をα（ｔ）（ｍｐｍ／ｓ）を、

のように表すことができる。

また、上流側ブライドルロールを駆動するモータのトルク定数をＫφ（Ｎｍ／Ａ）とし、モータの定格トルクをτ_０（Ｎｍ）とし、モータの定格電流をτ_０（Ｎｍ）とし、モータの定格出力をＰ_０（Ｗ）とし、ベース回転数をＮ_０（ｍｉｎ^−１）とする。すると、トルク電流実績値Ｉ（Ａ）によって、上流側ブライドルロール１２のモータで発生するトルクτ_Ｍ（Ｎｍ）を、

のように表すことができる。

なお、金属ストリップＳが破断した直後、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３とのモータは、上流側ブライドルロール１２の張力設定値と下流側ブライドルロール１３の張力設定値との差分を補うために、トルクτ_ｒｅｆを出力し続ける。
このため、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との間の張力に変動がない場合には、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３とは、一定の速度で回転し続ける。この回転によって、モータのトルクτを、

のように表すことができる。

つまり、モータ全体が発するトルク分τがわかったため、上記の式（３）を用いて、ロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）を算出することができる。そこで、モータと機械分のはずみ車効果をＧＤ^２（ｋｇｆ・ｍ^２）とし、ロール半径をＤ（ｍ）とし、ロールとモータとのギア比をＧＲとする。すると、ロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）を、

のように表すことができる。

上記の式（４）とを用いて、トルク電流実績値検出部２１によって検出されたトルク電流実績値Ｉから得られるロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、回転速度実績値検出部２２によって検出されたロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とから得られる回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）の差の絶対値（回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ））を、

のように表すことができる。なお、上記の式（５）の各パラメータについては、ロールを駆動するモータの各定格値、処理セクション１４の上流側ブライドルロール１２側の張力設定値、処理セクション１４の下流側ブライドルロール１３の張力設定値を用いている。従って、各パラメータは、例えば使用するモータ等によって異なるものである。なお、本実施形態の説明においては、一例として、上流側ブライドルロール１２側の張力設定値を１．５（ｋｇｆ／ｍｍ^２）とし、下流側ブライドルロール１３の張力設定値を１．６（ｋｇｆ／ｍｍ^２）としている。

そして、破断状態判定部２７は、上記の式（５）で表される回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）との差の絶対値（回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ））が、破断状態判定閾値記憶部２６に記憶されている破断状態判定閾値Ｋを超えた場合には、金属ストリップＳが破断した状態であると判定することができる。これを、上記の式（１）と式（４）とを用いてまとめると、

のように表すことができる。

なお、上記の破断状態判定閾値Ｋについては、図４を参照して詳しく説明するが、経験値として、製造ライン１０の駆動停止の減速率の２〜３倍程度が望ましい。これにより、金属ストリップＳが破断した状態であることを精度良く検知することがきる。

（破断検知システム２０における破断検知処理の流れ）
続いて、図３を参照して、破断検知システム２０における破断検知処理の流れを説明する。
図３に示すように、まず、トルク電流実績値検出部２１は、上流側ブライドルロール１２のモータを駆動制御するためのトルク電流実績値Ｉ（Ａ）を検出する（ステップＳ１０１）。さらに、回転速度実績値検出部２２は、上流側ブライドルロール１２の回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）を検出する（ステップＳ１０２）。

そして、第１回転速度変化率算出部２４は、トルク電流実績値検出部２１によって検出されたトルク電流実績値Ｉ（Ａ）に基づいて、上流側ブライドルロール１２の回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）を算出する（ステップＳ１０３）。さらに、第２回転速度変化率算出部２５は、回転速度実績値検出部２２によって検出された回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）に基づいて、上流側ブライドルロール１２の回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）を算出する（ステップＳ１０４）。

そして、破断状態判定部２７は、第１回転速度変化率算出部２４によって算出された回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、第２回転速度変化率算出部２５によって算出された回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）とを入力する。破断状態判定部２７は、トルク電流実績値Ｉから得られるロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、ロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とから得られる回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）の差の絶対値が、破断状態判定閾値記憶部２６に記憶されている破断状態判定閾値Ｋを超えていない場合には（ステップＳ１０５のＮＯ）、破断検知システム２０の各部は、引き続きステップＳ１０１からの処理ステップを上記の手順で繰り返す。

また、ステップＳ１０５において、破断状態判定部２７は、トルク電流実績値Ｉから得られるロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、ロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とから得られる回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）との差の絶対値が、破断状態判定閾値記憶部２６に記憶されている破断状態判定閾値Ｋを超えた場合には（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、金属ストリップＳが破断した状態であると判定する。
また、破断状態判定部２７は、製造ライン１０の制御部１１に対して、上流側ブライドルロール１２と下流側ブライドルロール１３との各モータを駆動停止するための破断検出信号Ｓを出力して、破断検知処理を終了する。

（破断検知システム２０における破断検知処理による破断検知時間）
最後に、図４を参照して、破断検知システム２０における破断検知処理による破断検知時間を説明する。
図４は、破断検知システム２０によって得られた回転速度変化率Δαとロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とを示すグラフである。図４のグラフ中の左側の縦軸は実線で示している回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ）を示し、右側の縦軸は破線で示しているロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）を示す。また、グラフ中の横軸は、時間（ｓ）を示す。

上記で説明した通り、上記の式（５）の各パラメータは、ロールを駆動するモータの各定格値を用いている。また、処理セクション１４の上流側ブライドルロール１２側の張力設定値を１．５（ｋｇｆ／ｍｍ^２）とし、処理セクション１４の下流側ブライドルロール１３の張力設定値を１．６（ｋｇｆ／ｍｍ^２）としている。
このような時、金属ストリップＳが破断した瞬間（図４中に矢印Ｘで示す箇所）、トルク電流は回生であるため、その直後、ロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）が急激に減速する。その結果、回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ）も急激に変化し、回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ）は約０．５（ｓ）経過後（図４中に矢印Ｙで示す箇所）にピーク値になる。

本実施形態では、製造ライン１０を駆動停止する際の減速率を２０（ｍｐｍ／ｓ）、つまり、速度変化率を−２０（ｍｐｍ／ｓ）としていることから、破断状態判定閾値Ｋを５０（ｍｐｍ／ｓ）としている。すると、図４を参照するとわかるように、破断検知システム２０は、金属ストリップＳが破断してから０．４（ｓ）程度で、金属ストリップＳが破断した状態であることを検知することができる。

背景技術で説明したような従来技術における破断検知方法を用いて金属ストリップＳが破断した状態であることを検知する場合、破断する箇所によっては、金属ストリップＳが破断してから３．０（ｓ）程度かかることがあった。これに対して、本実施形態に係る破断検知システム２０においては、金属ストリップＳが破断した状態であることを、１．０（ｓ）以内に確実に検知することができる。このように、破断検知システム２０は、金属ストリップＳの破断検知時間を、従来よりも飛躍的に短縮することができる。

（破断検知システム２０のまとめ）
本実施形態に係る破断検知システム２０は、トルク電流実績値Ｉから得られるロールの回転速度変化率α´（ｍｐｍ／ｓ）と、ロールの回転速度実績値Ｖ（ｍｐｍ）とから得られる回転速度変化率α（ｍｐｍ／ｓ）との差の絶対値（回転速度変化率Δα（ｍｐｍ／ｓ））が、破断状態判定閾値記憶部２６に記憶されている破断状態判定閾値Ｋを超えた場合に、金属ストリップＳが破断した状態であると判定する。

これにより、張力実績値を取得することが難しく、また光センサ等の各種センサを設置することが比較的難しい環境下にある製造ラインの各種の処理セクションにおいても、金属ストリップＳが破断した状態であることを検知することができる。
以上説明したように、トルク電流によって張力制御されるブライドルロール間の各種の処理セクション（熱処理セクションや洗浄処理セクション等）において、張力がかけられている金属ストリップが破断した状態であることを検知することのできる破断検知システムとして、金属ストリップの製造ライン内に利用することができる。

１０……製造ライン
１１……制御部
１２……上流側ブライドルロール
１３……下流側ブライドルロール
１４……処理セクション
２０……破断検知システム
２１……トルク電流実績値検出部
２２……回転速度実績値検出部
２３……ＰＬＣ
２４……第１回転速度変化率算出部
２５……第２回転速度変化率算出部
２６……破断状態判定閾値記憶部
２７……破断状態判定部

Claims (4)

1. 金属ストリップの製造ライン内に設けられた処理セクションにおいて、トルク電流によって前記金属ストリップの張力制御を行う少なくとも１つのロールを駆動するモータのトルク電流実績値を検出するトルク電流実績値検出部と、
   前記ロールの回転速度実績値を検出する回転速度実績値検出部と、
   少なくとも前記トルク電流実績値検出部によって検出されたトルク電流実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第１回転速度変化率算出部と、
   前記回転速度実績値検出部によって検出された回転速度実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第２回転速度変化率算出部と、
   前記第１回転速度変化率算出部により算出された回転速度変化率と、前記第２回転速度変化率算出部により算出された回転速度変化率との差の絶対値が、破断状態判定閾値を超えた場合に、前記金属ストリップが破断した状態であると判定する破断状態判定部と
   を備え、
   前記第１回転速度変化率算出部は、
   前記トルク電流値検出部によって検出されたトルク電流値に加えて、前記ロールを駆動するモータの定格トルク、定格電流および定格出力と、前記ロールのうちの製造ライン上の上流側ブライドルロールの張力設定値と、前記ロールのうちの製造ライン上の下流側ブライドルロールの張力設定値とに基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出することを特徴とする金属ストリップの破断検知システム。
2. 前記破断状態判定閾値を記憶する破断状態判定閾値記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の金属ストリップの破断検知システム。
3. 前記破断状態判定部は、
   前記金属ストリップが破断した状態であると判定した際、前記金属ストリップの製造ライン内のロールを駆動するモータを駆動停止するための破断検出信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の金属ストリップの破断検知システム。
4. トルク電流実績値検出部が、金属ストリップの製造ライン内に設けられた処理セクションにおいて、トルク電流によって前記金属ストリップの張力制御を行う少なくとも１つのロールを駆動するモータのトルク電流実績値を検出するトルク電流実績値検出ステップ、
   回転速度実績値検出部が、前記ロールの回転速度実績値を検出する回転速度実績値検出ステップ、
   第１回転速度変化率算出部が、少なくとも前記トルク電流実績値検出部によって検出されたトルク電流実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第１回転速度変化率算出ステップ、
   第２回転速度変化率算出部が、前記回転速度実績値検出部によって検出された回転速度実績値に基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出する第２回転速度変化率算出ステップ、
   破断状態判定部が、前記第１回転速度変化率算出部により算出された回転速度変化率と、前記第２回転速度変化率算出部により算出された回転速度変化率との差の絶対値が、破断状態判定閾値を超えた場合に、前記金属ストリップが破断した状態であると判定する破断状態判定ステップ
   を有し、
   前記第１回転速度変化率算出部は、前記第１回転速度変化率算出ステップにおいて、前記トルク電流値検出部によって検出されたトルク電流値に加えて、前記ロールを駆動するモータの定格トルク、定格電流および定格出力と、前記ロールのうちの製造ライン上の上流側ブライドルロールの張力設定値と、前記ロールのうちの製造ライン上の下流側ブライドルロールの張力設定値とに基づいて、前記ロールの回転速度変化率を算出することを特徴とする金属ストリップの破断検知方法。

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