JPH0115460B2 - - Google Patents
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- JPH0115460B2 JPH0115460B2 JP20758182A JP20758182A JPH0115460B2 JP H0115460 B2 JPH0115460 B2 JP H0115460B2 JP 20758182 A JP20758182 A JP 20758182A JP 20758182 A JP20758182 A JP 20758182A JP H0115460 B2 JPH0115460 B2 JP H0115460B2
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- Japan
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- tension
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- motor
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- detector
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/044—Sensing web tension
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は種々の産業のプロセスライン等にお
いて、ブライドルロール、テンシヨンロール、ル
ーパ、巻取り、巻戻しロール等の各種ロール等を
介して巻取りまたは巻戻される帯状材料の張力制
御方式に関する。
いて、ブライドルロール、テンシヨンロール、ル
ーパ、巻取り、巻戻しロール等の各種ロール等を
介して巻取りまたは巻戻される帯状材料の張力制
御方式に関する。
従来、この種の張力制御方式としては材料を巻
取りまたは巻戻すためのリール駆動用電動機にお
ける電機子電流を一定に制御して張力を一定に保
つ方式、または張力検出器を用いて張力実際値を
検出し、これにもとづいてフイードバツク制御す
る方式等が知られている。しかしながら、前者に
ついては電動機の加、減速時におけるトルク、す
なわち加減速トルクを考慮して厳密な制御を行な
うための補償回路が必要になるという欠点を有し
ている。また、後者については、第１図の如き方
式によつて張力を検出しているが、かかる検出器
は一般に高価であり、しかも設備構成上の点から
取付け不可能となる場合があるという欠点を有し
ている。なお、第１図は一般的な張力検出方式を
示す概略図で、１はテンシヨンロール、２はロー
ドセル、３は張力検出器、４はブライドルロー
ル、５はリール、６は帯状材料である。
取りまたは巻戻すためのリール駆動用電動機にお
ける電機子電流を一定に制御して張力を一定に保
つ方式、または張力検出器を用いて張力実際値を
検出し、これにもとづいてフイードバツク制御す
る方式等が知られている。しかしながら、前者に
ついては電動機の加、減速時におけるトルク、す
なわち加減速トルクを考慮して厳密な制御を行な
うための補償回路が必要になるという欠点を有し
ている。また、後者については、第１図の如き方
式によつて張力を検出しているが、かかる検出器
は一般に高価であり、しかも設備構成上の点から
取付け不可能となる場合があるという欠点を有し
ている。なお、第１図は一般的な張力検出方式を
示す概略図で、１はテンシヨンロール、２はロー
ドセル、３は張力検出器、４はブライドルロー
ル、５はリール、６は帯状材料である。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、安価
な張力検出器（間接形張力検出器）を用いて高精
度の張力フイードバツク制御を可能にすることを
目的とする。
な張力検出器（間接形張力検出器）を用いて高精
度の張力フイードバツク制御を可能にすることを
目的とする。
その特徴は、電動機回転速度および電流から上
述の如き張力を推定演算する状態観測器を設け、
該状態観測器を用いて張力フイードバツク制御を
行なうようにした点にある。
述の如き張力を推定演算する状態観測器を設け、
該状態観測器を用いて張力フイードバツク制御を
行なうようにした点にある。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第２図はこの発明の実施例を示す構成図であ
る。同図において、１１1〜１１7はモータ、１２
１〜１２7は速度発電機、１３1〜１３6は電流制御
系、１４1〜１４6はこの発明による間接張力検出
器、１５は速度制御系、１６1，１６2は張力調整
器、１７1〜１７3は設定器、LP1，LP2はルーパ、
４1〜４5および６は第１図と同様のブライドルロ
ールおよび帯状材料である。すなわち、同図は実
プラントへ適用した場合を示すもので、材料６は
複数のルーパLP1，LP2およびブライドルロール
４1〜４5等によつて移送されるが、その張力T1〜
T6は所定の値となるように制御される。該ルー
パLP1，LP2およびブライドルロール４1〜４5は、
それぞれモータ１１1〜１１7によつて駆動され、
これらモータはそれぞれ電流制御系１３1〜１３6
によつて制御される。特に、材料６の移送速度
Veを決めるための速度マスタとなるブライドル
ロール４4は、モータ１１5により駆動され、該モ
ータ１１5は速度制御系１５なよつて制御される。
る。同図において、１１1〜１１7はモータ、１２
１〜１２7は速度発電機、１３1〜１３6は電流制御
系、１４1〜１４6はこの発明による間接張力検出
器、１５は速度制御系、１６1，１６2は張力調整
器、１７1〜１７3は設定器、LP1，LP2はルーパ、
４1〜４5および６は第１図と同様のブライドルロ
ールおよび帯状材料である。すなわち、同図は実
プラントへ適用した場合を示すもので、材料６は
複数のルーパLP1，LP2およびブライドルロール
４1〜４5等によつて移送されるが、その張力T1〜
T6は所定の値となるように制御される。該ルー
パLP1，LP2およびブライドルロール４1〜４5は、
それぞれモータ１１1〜１１7によつて駆動され、
これらモータはそれぞれ電流制御系１３1〜１３6
によつて制御される。特に、材料６の移送速度
Veを決めるための速度マスタとなるブライドル
ロール４4は、モータ１１5により駆動され、該モ
ータ１１5は速度制御系１５なよつて制御される。
ここで、張力T3を一定に制御する場合につい
て説明する。ルーパLP1の張力検出器１４1から
は張力T1が、またブライドルロール４1の張力検
出器１４2からは張力差T2−T1が、同様にしてロ
ール４2の張力検出器１４3からは張力差T3−T2
がそれぞれ得られ、T1とT2−T1との和からT2
が、またT1，T2−T1およびT3−T2の和からT3
がそれぞれ求められるので、検出される張力差
T3−T2に張力T2を加算して張力T3を得、これを
張力設定器１７1にて設定されている張力目標値
T3 *に一致させるべく張力調整器１６1にて所定
の演算を行ない、その出力を電流制御系１３3に
対する電流目標値I*として与えることにより張力
を制御することができる。なお、同図に点線で示
す如く第１図と同様の張力検出器３を設けて張力
調整器１６2に入力するようにすれば、従来方式
によるフイードバツク制御が可能となるが、この
発明は、こうするかわりに状態観測器１４5，１
４6の出力にもとづいて張力T5を設定器１７3から
の設定値T5 *に等しくなるように制御するもので
ある。上記では、張力T3，T5をフイードバツク
制御する場合について説明したが、張力T1，T2，
T4およびT6についても同様にして制御できるこ
とは云う迄もない。
て説明する。ルーパLP1の張力検出器１４1から
は張力T1が、またブライドルロール４1の張力検
出器１４2からは張力差T2−T1が、同様にしてロ
ール４2の張力検出器１４3からは張力差T3−T2
がそれぞれ得られ、T1とT2−T1との和からT2
が、またT1，T2−T1およびT3−T2の和からT3
がそれぞれ求められるので、検出される張力差
T3−T2に張力T2を加算して張力T3を得、これを
張力設定器１７1にて設定されている張力目標値
T3 *に一致させるべく張力調整器１６1にて所定
の演算を行ない、その出力を電流制御系１３3に
対する電流目標値I*として与えることにより張力
を制御することができる。なお、同図に点線で示
す如く第１図と同様の張力検出器３を設けて張力
調整器１６2に入力するようにすれば、従来方式
によるフイードバツク制御が可能となるが、この
発明は、こうするかわりに状態観測器１４5，１
４6の出力にもとづいて張力T5を設定器１７3から
の設定値T5 *に等しくなるように制御するもので
ある。上記では、張力T3，T5をフイードバツク
制御する場合について説明したが、張力T1，T2，
T4およびT6についても同様にして制御できるこ
とは云う迄もない。
次に、この発明による状態観測器を用いて実張
力差を検出する方式について説明する。
力差を検出する方式について説明する。
第３図はこの発明による張力検出方式を詳細に
示すブロツク図である。同図において、１４は間
接形張力検出装置であり、比例要素１４１，１４
２，１４６、積分要素１４３，１４４および関数
発生器１４５等から構成される。なお、１８はサ
イリスタ変換器、１７4は設定器、Ｄは電流検出
器であり、４，６，１１〜１３，１６は第２図に
示されるものと同様のブライドルロール、材料、
モータ、速度発電機、電流制御系、張力調整器で
ある。なお、図中のＳはラブラス演算子、Ｔは電
動機の起動時定数である。
示すブロツク図である。同図において、１４は間
接形張力検出装置であり、比例要素１４１，１４
２，１４６、積分要素１４３，１４４および関数
発生器１４５等から構成される。なお、１８はサ
イリスタ変換器、１７4は設定器、Ｄは電流検出
器であり、４，６，１１〜１３，１６は第２図に
示されるものと同様のブライドルロール、材料、
モータ、速度発電機、電流制御系、張力調整器で
ある。なお、図中のＳはラブラス演算子、Ｔは電
動機の起動時定数である。
モータ１１により駆動されるブライドルロール
４は、材料６に張力差To+1−Toを発生させる。
モータ１１の電機子電流制御は、電流制御系１
３、サイリスタ変換器１８および電流検出器Ｄか
らなる周知の方式により行なわれる。なお、オー
バスピード防止のために、電流制御系１３の外に
速度制御系をもつのが一般的であるが、図示は省
略されている。張力検出器１４には、速度発電機
１２から電動機速度実際（検出）値ｎが、また電
流検出器Ｄから電動機トルク実際値τM（電機子電
流Ｉと電動機トルクτMとは比例関係にある）がそ
れぞれ与えられ、このｎとτMによつて電動機負荷
トルクτ^Lがシミユレートされる（「∧」印は推定
値であることを表わす）。この電動機トルク推定
値τ^Lと速度実際値ｎから関数発生器１４５は、材
料のベンデイングロスやメカニカルロスによる負
荷トルクl^を算出する。τ^Lとl^の差τ^L−l^は実張力
差
To+1−Toに比例するので、比例要素１４６にて
所定の係数を掛けることにより、実張力差To+1
−Toが出力される。また、張力検出器１４は比
例要素１４１，１４２および積分要素１４３，１
４４を含んでおり、積分要素１４３のＴは、電動
機トルク変化から速度変化に対応する積分時間を
表わしている。この積分要素１４３には、電動機
トルク実際値τMと、シミユレートされた等価負荷
トルクτ^Lとの差が入力され、出力にはシミユレー
トされた電動機速度n^が出力される。電動機負荷
トルクτLをシミユレートするため、積分要素１４
４には速度差ｎ−n^を導入し、ｎ＝n^になる迄τ^Lの
値は変化し続け、ｎがn^に一致したときτ^Lの値は
電動機負荷トルクに一致する。かかるシミユレー
シヨン回路動作においては、常に制御対象の状態
に合わせてn^がｎに安定に追従しうるようにする
必要があるが、そのため積分要素１４３，１４４
の入力側へｎ−n^の値にそれぞれg1，g2のゲイン
を持たせてフイードバツクさせるようにしてい
る。このフイードバツクゲインg1，g2は、張力検
出器１４の特性方程式の係数に関係するもので、
これらの値を適宜に選ぶことにより、張力検出器
１４の応答を最適に調整することができる。な
お、関数発生器１４５にはシミユレートされた負
荷トルクτ^Lおよび電動機速度実際値ｎが入力さ
れ、シミユレートされたτ^Lから張力分の負荷トル
クτ^Tを分離するためにl^を算出する。
４は、材料６に張力差To+1−Toを発生させる。
モータ１１の電機子電流制御は、電流制御系１
３、サイリスタ変換器１８および電流検出器Ｄか
らなる周知の方式により行なわれる。なお、オー
バスピード防止のために、電流制御系１３の外に
速度制御系をもつのが一般的であるが、図示は省
略されている。張力検出器１４には、速度発電機
１２から電動機速度実際（検出）値ｎが、また電
流検出器Ｄから電動機トルク実際値τM（電機子電
流Ｉと電動機トルクτMとは比例関係にある）がそ
れぞれ与えられ、このｎとτMによつて電動機負荷
トルクτ^Lがシミユレートされる（「∧」印は推定
値であることを表わす）。この電動機トルク推定
値τ^Lと速度実際値ｎから関数発生器１４５は、材
料のベンデイングロスやメカニカルロスによる負
荷トルクl^を算出する。τ^Lとl^の差τ^L−l^は実張力
差
To+1−Toに比例するので、比例要素１４６にて
所定の係数を掛けることにより、実張力差To+1
−Toが出力される。また、張力検出器１４は比
例要素１４１，１４２および積分要素１４３，１
４４を含んでおり、積分要素１４３のＴは、電動
機トルク変化から速度変化に対応する積分時間を
表わしている。この積分要素１４３には、電動機
トルク実際値τMと、シミユレートされた等価負荷
トルクτ^Lとの差が入力され、出力にはシミユレー
トされた電動機速度n^が出力される。電動機負荷
トルクτLをシミユレートするため、積分要素１４
４には速度差ｎ−n^を導入し、ｎ＝n^になる迄τ^Lの
値は変化し続け、ｎがn^に一致したときτ^Lの値は
電動機負荷トルクに一致する。かかるシミユレー
シヨン回路動作においては、常に制御対象の状態
に合わせてn^がｎに安定に追従しうるようにする
必要があるが、そのため積分要素１４３，１４４
の入力側へｎ−n^の値にそれぞれg1，g2のゲイン
を持たせてフイードバツクさせるようにしてい
る。このフイードバツクゲインg1，g2は、張力検
出器１４の特性方程式の係数に関係するもので、
これらの値を適宜に選ぶことにより、張力検出器
１４の応答を最適に調整することができる。な
お、関数発生器１４５にはシミユレートされた負
荷トルクτ^Lおよび電動機速度実際値ｎが入力さ
れ、シミユレートされたτ^Lから張力分の負荷トル
クτ^Tを分離するためにl^を算出する。
以上のように、この発明によれば、ロール駆動
用電動機の電流実際値および速度実際値のみから
各ロールの前後張力差を検出することができるの
で、従来の如き高価な張力検出器を使用すること
なく張力のフイードバツク制御が可能になり、し
たがつて安価に構成することができるとともに既
設のものにも場所等の制約を受けることなく容易
に適用することができるという利点をもたらすも
のである。
用電動機の電流実際値および速度実際値のみから
各ロールの前後張力差を検出することができるの
で、従来の如き高価な張力検出器を使用すること
なく張力のフイードバツク制御が可能になり、し
たがつて安価に構成することができるとともに既
設のものにも場所等の制約を受けることなく容易
に適用することができるという利点をもたらすも
のである。
第１図は一般的な張力検出方式を示す概略図、
第２図はこの発明の実施例を示す構成図、第３図
はこの発明による張力検出方式を示すブロツク図
である。 符号説明、１……テンシヨンロール、２……ロ
ードセル、３……張力検出器、４，４1〜４5……
ブライドルロール、５……リール、６……帯状材
料、１１，１１1〜１１7……モータ、１２，１２
１〜１２7……速度発電機、１３，１３1〜１３6…
…電流制御系、１４，１４1〜１４6……間接張力
検出器、１５……速度制御系、１６，１６1，１
６2……張力調整器、１７1〜１７4……設定器、
１４１，１４２，１４６……比例要素、１４３，
１４４……積分要素、１４５……関数発生器、
LP1，LP2……ルーパ、T1〜T6，To，To+1……
張力。
第２図はこの発明の実施例を示す構成図、第３図
はこの発明による張力検出方式を示すブロツク図
である。 符号説明、１……テンシヨンロール、２……ロ
ードセル、３……張力検出器、４，４1〜４5……
ブライドルロール、５……リール、６……帯状材
料、１１，１１1〜１１7……モータ、１２，１２
１〜１２7……速度発電機、１３，１３1〜１３6…
…電流制御系、１４，１４1〜１４6……間接張力
検出器、１５……速度制御系、１６，１６1，１
６2……張力調整器、１７1〜１７4……設定器、
１４１，１４２，１４６……比例要素、１４３，
１４４……積分要素、１４５……関数発生器、
LP1，LP2……ルーパ、T1〜T6，To，To+1……
張力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の電動機によつてそれぞれ駆動されるロ
ーラを介して巻取り、巻戻される帯状材料の個々
のローラにおける前後の張力差を検出し、該張力
差にもとづいて前記材料の張力を所定の値となる
ように制御する張力制御方式であつて、前記電動
機に供給される電流とその回転速度の各検出値に
もとづいて前記材料に与えるべき張力差を推定演
算する状態観測器と、該演算張力差値が所定の設
定値となるように制御する張力制御手段とを備
え、該制御手段によつて少なくとも電動機電流を
制御して材料の定張力制御を行なうことを特徴と
する張力制御方式。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の張力制御方式
において、前記各ローラの前後における張力差値
を加算することにより材料の所定点の絶対張力を
求めることを特徴とする張力制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20758182A JPS5997953A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 張力制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20758182A JPS5997953A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 張力制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997953A JPS5997953A (ja) | 1984-06-06 |
| JPH0115460B2 true JPH0115460B2 (ja) | 1989-03-17 |
Family
ID=16542120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20758182A Granted JPS5997953A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 張力制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997953A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6460289A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-07 | Fuji Electric Co Ltd | Load share control system for plural electric motors |
| JPH0696424B2 (ja) * | 1988-02-19 | 1994-11-30 | 富士電機株式会社 | 張力制御装置 |
| US5386772A (en) * | 1993-06-15 | 1995-02-07 | Datametrics Corporation | High speed media management device |
| KR100431606B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2004-05-17 | 주식회사 포스코 | 텐션레벨라의 장력제어 방법 |
| KR100509619B1 (ko) * | 2000-12-14 | 2005-08-24 | 주식회사 포스코 | 코일 끝단부 무장력 통판시 입측 브라이들롤의 장력제어방법 |
-
1982
- 1982-11-29 JP JP20758182A patent/JPS5997953A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5997953A (ja) | 1984-06-06 |
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