JPH01167158A - 径演算における予測制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄板１紙、フィルム等の長尺材料をコイル状
に巻き取ったり、コイル状に巻かれた長尺材料を加工す
るた約に使用する巻取制御機器における径演算の予測制
御方法に関する。

〔従来の技術〕

この種の巻取制御機器においては、巻取の際に長尺材料
が切断したり歪みが生じないように、張カ一定制御が行
われる。この制御を行うためには、巻取リール又は巻出
リールの巻取径に応じたトルクを、リール駆動モーフに
より発生する必要がある。リールの径を直接測定する場
合もあるが、直接測定しない場合には、演算によってリ
ール径を求める。

従来の径演算方法を第５図に示す。同図において、■は
基準ロール、２はリール、３は基準ロール１の回転数を
検出する基準ロールパルスシェ不レーク、４はリール２
の回転数を検出するリールパルスジェネレータである。

ある一定のサンプリング時間内に、基準ロールパルスジ
エネレーク３より得た基準ロール１の回転数ヲＮ１、リ
ールパルスジェネレーク４より得たリール２の回転数を
Ｎ２　とし、このサンプリンタ時間に材料が進んだ長さ
Ｌは、基準ロールｌの直径をＤＩ、’）−ル２の現在径
をＤ２　とすると、次のようになる。

まず基準ロール１において、 Ｌ−π×Ｄ１×Ｎ１ また、リール２において、 Ｌ−πｘ　Ｄ２　ｘ　Ｎ２ したがって、両式を等しいとおくと、このときのリール
２の直径は、次式で求められる。

Ｄ２−（πＸ　ＮＩ　Ｘ　ＤＩ）／（π×Ｎ２）　　　
・・・（１）〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、基準ロール１と材料との間にスリップを
生じた場合には、（１）式中のπｘＮ＋ｘＤｌは、材料
の進んだ長さＬとは一致しないことになり、（１）式で
求めたＤ２　はリール本来の直径とは異なったものとな
る。したがって、このＤ２を連続的に使用して巻取制御
等を行った場合に、安定した制御を実現することが困難
となる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、基準ロール１と材料との間にスリップが生じた場合
においても、リール径Ｄ２　の近値を予測し、その予測
値を用いて巻取制御を行うことにより、制御の安定化を
図ることを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この目的を達成するため、本発明の径演算における予測
制御方法は、長尺材料の移動速度を検出する直径り、　
の基準ロールの回転数Ｎ１　　と、前記長尺材料を巻き
取り又は巻き出す巻取又は巻出リールの回転数Ｎ２　と
に基づいて、該リールの巻径Ｄ２を演算し、この巻径Ｄ
２に応じて巻取制御機器の制御を行う制御系において、 所定時間毎に前記リールの巻径Ｄ２　を演算によって求
め、今回の演算値Ｄ２　と前回の演算値Ｄ２−との径変
化量△Ｄ２　が、前記長尺材料の板厚と基準ロールの回
転量とにより推定される径の変化量に対して近値である
かどうかを判定し、近値である場合にはその径変化量△
Ｄ２　を現在の径変化量△Ｄ、として記憶、更新し、前
記径変化量△Ｄ２が異常値であった場合には、前記径変
化量△Ｄｓ　を前回の径演算値Ｄ２−に加算又は減算し
た値Ｄ２Ｓを今回のリールの巻径Ｄ２　として前記巻取
制御機器の制御を行うことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の径演算における予測制御方法は、次の手順に従
って行う。

■　径演算値Ｄ２の判定 前記の（１）式に基づく径演算を行うたびに、今回の演
算値Ｄ２と前回の演算値Ｄ２−との変化量△Ｄ２を求め
る。この△Ｄ２　について、前回の変化量に対して増加
しているか又は減少しているかの確認をする。同時に、
△Ｄ２　が材料の板厚とその期間でのリールの回転量に
よる径の変化量と近値であるかどうかの確認を行い、正
常値か異常値（スリップを生じた場合等）かを判別する
。

■　径変化量△Ｄ、の予測 前回の、正常値であると判別した径演算値Ｄ２が得られ
たときの径変化量△Ｄ２　と、リールのパルス変化量△
Ｐ２　と、現在カウント中のリールのパルス変化量△Ｐ
、とに基づいて、現在の径変化量ΔＤｓ　を算出する。

△Ｄ３−（△Ｄ２／△Ｐ２）Ｘ△Ｐ、・・・・・・（２
）■　径変化量△Ｄｓ　の適用 ■で述べた判別により、径の変化量△Ｄ２　が異常値時
である場合には、■での予測径変化量△Ｄ５を用いて、 Ｄ２Ｓ−Ｄ２＋△Ｄ５　（巻取リール）］：］ｈｓ−Ｄ
２−△Ｄ、巻出リール）を求め、この予測径Ｄ２Ｓを今
回の径Ｄ２　として採用する。

以上の■〜■の手順によって巻取制御系の制御を行う。

〔実施例〕

第１図は、本発明の予測制御方法の手順を例示したフロ
ーチャート、第２図はその方法を実施するだめの制御系
の構成を示すブロック図である。

第２図において、５は基準ロールパルスジェネレータ３
の出力パルスを計数する第１のカウンタ、６はリールパ
ルスジェネレータ４の出力パルスを計数する第２のカウ
ンタを示している。

以下、第１図及び第２図に示す実施例に基づいて、本発
明の予測制御方法を具体的に説明する。

１、　径演算値Ｄ２　の判定 まず、径演算のサンプリングタイムを、第２図に示した
リール２の一定回転数ｎ毎とする。すなわち、第２のカ
ウンタ６が一定パルス数を計数したときの第１のカウン
タ５の出力値を径演算器７に取り込む。径演算器７では
、前記（１）式の演算を行って、リール２の径Ｄ２　を
算出する。その値は、例えばＦＩＦＯメモリのような、
新しい値が格納される度に古い値が出力される構成の前
回径メモリ８に格納される。経度化量算出部９では、前
回径メモリ８から出力された前回の径演算値Ｄ２−に対
する今回の径演算値Ｄ２の径変化量ΔＤ２を求め、リー
ル２が巻取側であれば、増加方向、巻出側では減少方向
であることを確認する。この径変化量ΔＤ２　は、径変
化量メモ１月Ｏに格納される。

次に、正常異常判別部１１ては、リール２の一定回転数
ｎの間に変化する材料の巻数（−ｎ）と、材料の最大板
厚ｔ、さらに板厚のばらつきを考慮した係数ｋ（例えば
１．５倍）の３つの積ｎｔｋを求緬、径変化量△Ｄ２　
の絶対値が上記３つの積より小さいかどうかを確認する
。この確認のとれたものを正常値、とれなかったものを
異常値とする。

２、　系の予測制御 第２図に示す径変化予測制御部１２では、上記１゜にお
いて正常値としたサンプリングが２回連続した場合に、
そのＤ２の変化量△Ｄ２と、サンプリング期間に変化し
たリールパルス数△Ｐ２を求める。

リールパルス変化と径変化の関係を一定のものと仮定し
、サンプリング中のリールパルス変化が△ＰＳであった
とすると、径の変化予測値ΔＤＳは次のように求められ
る。

ΔＤ５−（ΔＤ２／△Ｐ２）×ΔＰ。

したがって、次回の径Ｄ２Ｓは、前回の径Ｄ２　とΔＤ
ｓを用いて巻取側でＤ２．−Ｄ２＋△ＤＳ（巻出側では
Ｄ２Ｓ＝Ｄ２−△Ｄ、）となることが予測できる。

３、　径演算値Ｄ２　と予測値Ｄ２Ｓの使用方法（ｉ）
正常値から異常値に変化した場合このときには、正常異
常判別部１１の異常信号出力により第２図のスイッチ部
Ｓ観、、　ＳＷ２　及びＳＷ３　を切り換え、その回の
径演算値Ｄ２　の代わりに、径変化予測制御部１２で算
出した予測値Ｄ２Ｓを径として採用する。

（１１）異常値から正常値に変化した場合前回の径演算
値Ｄ２Ｓ−と今回の径演算値Ｄ２に基づいて１の判定を
行い、正常値と判定したときには今回の径演算値Ｄ２　
を採用する。

（ｉｉｉ　）異常値が連続した場合 前回のＤ２Ｓ−と今回のＤ２５との差を△Ｄ２とみなし
、予測制御を継続する。

第３図及び第４図は、以上の制御方法を示す説明図であ
る。第３図では、径演算正常時の径演算値と予測制御値
を示し、第４図は径演算異常時の径演算値と予測制御値
を示している。

第３図において、八Ｐは前回のサンプリング期間におけ
る径演算時のカウントパルス量、ΔＤはそのときの径変
化量である。現在のサンプリング期間におけるカウント
パルス量ΔＰ１　は、ポイント１において正常か異常か
の判定がなされ、正常である場合には、その径演算値が
今回の径変化量ΔＤ′　として採用される。同様に、次
回のポイント２において演算結果の判定が行われ、正常
であるときはその演算結果が採用される。

なお、第３図においては、径演算正常時にも径予測値を
使用して、サンプリンタ時間内における補間を行う例を
示している。すなわち、第３図のａで示す実線は、（１
）式に基づく径演算値を示しており、ｂで示す破線は、
径予測値を示している。

この径予測制御における径演算は、ΔＰ、ΔＰ１という
サンプリング期間で行われるが、そのサンプリング期間
中の△Ｐ１　のカウント時間においては、△Ｄ１　だけ
径が変化していることが予測される。そこで、ΔＤ１−
（△Ｄ／△ＰＢＸΔＰ１という演算を行い、その値を現
在の径として制御を行う。

ポイント１以降については、今回の径演算時のパルスカ
ウント値△Ｐ１及び径演算値△Ｄ′を使用し、△Ｐ、を
カウントした時点において、△Ｄ、’−（△Ｄ’／△Ｐ
′）×△Ｐ１′　　という径予測値を用いる。

これにより、きめこまかな巻取装置制御を行うことが可
能となる。

第４図は、前回の径演算値が異常であった場合の処置に
ついての例を示している。すなわち、ポイント１におけ
る判別の結果が異常と出た場合には、線ａのように前回
の径演算結果をそのまま保持させておく。そして、線す
に沿った予測制御を行うために、サンプリング期間ΔＰ
１　　における径の変化予測値△Ｄ、を次のようにして
求める。

△Ｄ１−（△Ｄ／△Ｐ）ｘ△Ｐ１ そして、この予測値△Ｄ、を現在の径として巻取装置制
御を行う。次のポイント２においても判別結果が異常と
出た場合には、同じく次のサンプリング期間△Ｐ２にお
ける径の変化予測値△Ｄ２を次のようにして求める。

△Ｄ２＝（△Ｄ／△Ｐ）Ｘ△Ｐ２ 次のサンプリング結果が現れるポイント３において、異
常が解消されて判別結果が正常であると出た場合には、
その径演算値を採用して制御を続行する。

このようにして、径の演算結果が異常であった場合にお
いても、巻取装置の制御を続行することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、径演算によ
って算出されたサンプリング時間毎のリール径の変化が
異常であった場合には、前回算出した経度化分より現在
のリール径を予測し、その予測値に基づいて巻取制御装
置の制御を行う。このように、径演算値を管理すること
により、基準ロールと材料との間にスリップ等が生じて
径演算値が異常値となった場合にも、この予測制御によ
って、定張力制御５周速制御を安定して行うことができ
る。このような演算は、一般の制御用のロジックコント
ローラ内で処理できるた袷、新たな機器の導入を必要と
せず、コスト的に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の処理手順を示すフローチャー
ト、第２図は本発明を適用した制御系の構成例を示すブ
ロック図、第３図は径演算正常時の径演算値と予測制御
値を示すクラブ、第４図は径演算異常時の径演算値と予
測制御値を示す説明図、第５図は従来の径演算方法の説
明図である。 に基準ロール　　　２１巻取又は巻出リール３：基準ロ
ールパルスジェネレータ ４゛リールパルスジエネレータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長尺材料の移動速度を検出する直径Ｄ＿１の基準ロ
   ールの回転数Ｎ＿１と、前記長尺材料を巻き取り又は巻
   き出す巻取又は巻出リールの回転数Ｎ＿２とに基づいて
   、該リールの巻径Ｄ＿２を演算し、この巻径Ｄ＿２に応
   じて巻取制御機器の制御を行う制御系において、 所定時間毎に前記リールの巻径Ｄ＿２を演算によって求
   め、今回の演算値Ｄ＿２と前回の演算値Ｄ＿２＿−との
   径変化量ΔＤ＿２が、前記長尺材料の板厚と基準ロール
   の回転量とにより推定される径の変化量に対して近値で
   あるかどうかを判定し、近値である場合にはその径変化
   量ΔＤ＿２を現在の径変化量ΔＤ＿Ｓとして記憶、更新
   し、前記径変化量ΔＤ＿２が異常値であった場合には、
   前記径変化量ΔＤ＿Ｓを前回の径演算値Ｄ＿２＿−に加
   算又は減算した値Ｄ＿２＿Ｓを今回のリールの巻径Ｄ＿
   ２として前記巻取制御機器の制御を行うことを特徴とす
   る径演算における予測制御方法。