JPH0280116A - 巻戻し・巻取機の急停止制御方法 - 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、巻戻し・巻取機の急停止制御方法に関する。

〔従来の技術〕

冷間圧延ラインやプロセスラインの稼働中に品質トラブ
ルや板破断といった操業トラブルが生じたときは、被害
が拡大、あるいは他に及ばないよう巻戻し・巻取機を一
時停止させるが、その停止方法として従来より非常停止
か制御停止のいずれかが行なわれている。非常停止は巻
戻し・巻取機を駆動するモータへの供給電源を遮断し、
発電制動により停止させる方法で、停止時間が比較的短
いという特長がある。この制動方法では各モータに制動
負荷に応じた電気が発生するが、一般に電源側に戻すこ
となく、抵抗器により消費させている。一方、制御停止
は、各駆動設備のロール周速をマツチングさせて停止さ
せる方法で、この制動方法からも判るように、一般に停
止時の品質、例えば巻ずれ防止といった品質が重視され
る。したがって、この方法により停止させるときは、最
適の減速レートで停止できるよう母材仕様に応じた幾つ
かの減速レート、例えば減速重大、中、小といったレー
トが設定されている。中でも最大減速率は、駆動モータ
仕様に比し、ＧＤ２０大きい巻戻し・巻取機を基準にし
て定めているが最大コイル、空コイル、ライン速度等に
よりそれぞれ停止可能な減速率も変ってくるため、一般
にコイルの存無に関係なく、どのような杖況においても
巻戻し・巻取機を同時に停止させることができる最大減
速時間を基工Ｖにしてレートを定めている。

〔発明が解決しようきする課題〕

例えば、巻取機の減速率ｄＮ／ｄｔは、停止開始時のコ
イル分ＧＤ２をＧ　Ｄｃ”　ｋｇ　ｆ−ｃｓＡ、機械分
ＣＤ”をＧ　ＤＨ２ｋｇ　ｆ−ｃｒＡ、モータの回転数
をＮｒｐＨ、出力をｐＨｌ　　とし、更に減速トルク比
をＡ％にとると、 ｄｔ　　　　　　ＧＤ２　　　　　　　Ｎただし、ＧＤ
２＝ＧＤＣ”　＋ＧＤＨ”ムこより求まる。

一方、巻取機が取り得る許容最大減速トルク比Ａ□９％
は、モータの定格トルクをτ。ｋｇｆ−ｍ、モータの許
容最大トルクを【□ｘｋｇｆ−ｍ（一般に２ｒｏ）、張
力分トルクをｒｒ　ｋｇｆ−ｍ、Ｘクロスをτ３ｋｇｆ
−ｍとすると、 Ｏ となる。

したがって、（２）式により求めた許容最大減速トルク
比Ａ、、、え％を（１）弐に代入すれば巻取機を短時間
で停止させる最大減速率が求まる。しかし、巻戻し機と
マツチングさせて停止させるとなると、減速率に影響を
及ぼす巻戻し・巻取機のコイル分ＧＤ２やモータの回転
数Ｎ等がそれぞれ異なるため、（１）式で求めたｄＮ／
ｄｔでは巻戻し機とマツチングさせて停止させることが
できない場合がある。

これを第１図に示す具体的な設備仕様に基いて説明する
。

従来においては、一般に安定性を見込んでメカロスを省
略し、また張力分トルクも定格トルクの５０％以上ある
であろうということから、取り得る許容減速トルク比Ａ
％を、 Ａ％−過負荷耐量のトルク＋張力分トルク＝２００％＋
５０％〉２４５％ にとるようにしている。

したがって、コイルなし時においては、モータがトップ
速度で回転することになるから、上記２４５％のトルク
比で減速させると減速率は、＝１０８ となり、停止までに要する時間ｔは、 となる。

一方、コイル最大時においては、モータがベース速度で
回転するから、仮に同じトルク比で減速させると、減速
率は、 Ｎ ＝　　５８．９ となり、停止までに要する時間ｔは、 となる。

このように、コイルの有無、モータの回転数によってそ
れぞれ停止時間が異ってくるため、従来はどのような状
況にも対応きる１２．５秒減速を基準にして最大減速率
を定めるようにしていた。

このため、従来においては、板破断あるいは品質トラブ
ルで急停止させる場合、モータにある程度の余力があっ
ても上記最大減速率以上では停止させることができない
という問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記欠点を解消した巻戻し・
巻取機の急停止制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、巻戻し・巻取機を
備えたラインにおいては、前記巻戻し・巻取機を駆動す
るモータの回転数を検出して巻戻し・巻取機のコイル分
ＣＤ”と機械分ＧＤ２をリアルタイムで演算し、次いで
少なくとも巻戻し・巻取張力を入力として許容最大減速
トルク比をリアルタイムで演算し、巻戻し・巻取機を停
止させるに必要な許容減速時間をリアルタイムで演算し
、同時停止の必要があるときはいずれか大きい方の許容
減速時間を、その必要がないときは各別に求めた許容減
速時間を巻戻し・巻取機を停止させる減速レートの基準
として使用することを特長とする。

〔作　用〕

本発明によれば、減速レートを一義的に定めたものでは
ないから、板破断あるいは品質トラブルが生じたとき、
巻戻し・巻取機を従来の最大減速率以上の減速で急停止
させることができる。したがって、操業トラブルが生じ
たときは、スクラップ及び不良品の発生を最少にでき、
スクラップとの接触による機器の損傷を最少にすること
ができる。また制御停止能力も大きいから、通常の操業
においても、オフゲージが短くなり、その分能率を向上
させることができる。

〔実施例〕

実施例は、本発明に係る急停止制御方法を第１図に示す
冷間圧延ラインに採用したものである。

まずライン概要を述べると、ラインの両端に巻戻し・巻
取機１，２が通常２基づつ配置され、その間に圧延機３
が１基ないし複数基配置されている。

巻戻し・巻取基１．２と圧延機３はモータＭ、・・・に
より駆動される。モータＭは、電源装置から成る巻戻し
制御装置４ａ、速度制御装置４ｂ、巻取制御装置４Ｃに
より個別に制御し、これらの統括制御を演算機能をもっ
た主制御器５により行なわせるようにしている。したが
って、主制御器５には、コイル板巾、巻取・巻戻し張力
設定器６と機械ＧＤ２演算器７より、それぞれ圧延に必
要なデータが入力される。主制御器６は、これらのデー
タと更に制御系より得られた情報を基にして、各電動機
制御装置４に出力する速度基準及び巻戻し・巻取り張力
基準を演算し、出力する。各電動機制御装置４は主制御
器の指令にしたがってモータＭに印加する電機子電圧、
電機子電流及界磁電流を変え入力された速度基準及び張
力基準に合うようモータＭを制御する。特に巻戻し・巻
取機１．２においては、圧延の進行とともにそれぞれの
コイル径ＤＦ、ＤＴが増減し、これに伴って張力が張力
基準から外れるため、電動機制御装置４ａ、４Ｃにより
自動的に張力を一定に保つ制御が行なわれる。この制御
は一般に電動子電流を一定にし、界磁電流をコイル径り
、、Ｄ、に応じて操作する。

この張カ一定の制御の基においては、ラインの加減速時
、慣性補償として、コイルや機械を加減速させるのに必
要なトルクτがモータＭに加えられる。このトルクτは
、コイル分ＧＤ２＝ＧＤｃ２機械分ＧＤ２＝ＧＤＭｚ、
モータの回転速度をＮ　（ｒｐｍ）　、加減速を行なう
時間をｔ　（ｓｅｃ）　とすると、 ３７５　　　　　　ｄｔ により表わされる。ただし、ＧＤ２＝ＧＤＣ２＋ＧＤＭ
”である。この演算は主制御装置５により行なわれる。

したがって演算に必要なデータは前述したコイル板中、
巻取・巻戻し張力設定器６と機械ＧＤ２演算器７より入
力される。このうち機械分ＧＤ、”は設備仕様により一
義的に定まるため、機械ＧＤ２演算器７により予め演算
され、モータ回転数の関数として人力される。一方、コ
イル分ＧＤ２は、コイル外径をＤ、コイル内径をり。

コイル板中をｌ、ストリップＳの密度をρとすると、 σ −・−（４） より求まる。コイル内径Ｄ０、コイル板中ｌ、それにス
トリップの密度ρは材料及び設備仕様により定まる定数
で、これらは、前述したコイル板中・巻取・巻戻し張力
設定器６より入力される。コイル外径りは、圧延の進行
とともに変わる変数である。したがってコイル分ＧＤ２
を演算するためには、別途コイル外径ＤＦ、Ｄアを求め
る必要がある。この求め方には種々の方法があるが、実
施例においては速度検出器８．８により検出したモータ
Ｍ、Ｍの回転速度Ｎｒ　、Ｎｔを基にして、巻戻しコイ
ル径演算器９と巻取コイル径演算器１０により、それぞ
れ求められる。

Ｄが求まれば、（４１，ｆ３）式より、加減速に必要な
トルクτが求まる。したがって、例えば巻取機の減速時
に必要なモータ出力トルクは張力トルクを１丁、メカロ
スをτことすると、 モータ出ルク＝τア＋ｒζ−τ である。

なお、メカロスは計算式により求めることが一般に困難
であるため、巻戻し・巻取ｉｆ、２を空運転し、回転速
度と損失トルクとの関係表を作成し、速度検出器８，８
より検出した回転速度より表を参照して求められる。

本発明は、上記制御系を用いて、操業中に品質トラブル
や板破断といった操業トラブルが生じたとき、巻戻し・
巻取機１．２を急停止させるようにしたものである。従
来においても巻戻し・巻取機１．２を急停止させる機能
が制御系に備っていたが、従来はコイルの有無に関係な
く、減速レートを一義的に定めていたため、仮りにモー
タに余裕があってもそれ以上の減速レートでは巻戻し・
巻取機１．２を停止させることができないという問題が
あった。本発明は、この点を解消するもので、その実行
にあたっては、前述した主制御器５に巻戻し・巻取機１
，２の許容最大減速トルク比Ａ　ａ　ｍ　ｘ％を演算さ
せる機能とこのトルク比Ａ　Ｉｌｌ　Ｍ　Ｘ％を用いて
巻戻し・巻取機１，２の許容減速時間を演算させる機能
が付加される。

許容最大減速トルク比Ａイ１、％は、モータＭの定格ト
ルクをτ。、モータＭの許容最大トルクをτ□Ｘ　（一
般に２τｏ）、張力骨トルクをτ７、メカロスをτこと
すると、 τ０ により表わされる。一方、許容減速時間ｊ　ｄａｃは、
前述した（１）式のＡの代わりに、（７）式で求めたＡ
　ｍ　ｍ　ｘ、％を代入することにより求められる。（
１）式により求められた巻戻し・巻取機１，２の許容減
速時間ｔｄａｃＦとＬ　ｄａｃＴは、通常いずれか大き
い方が、巻戻し・巻取機１．２を急停止させる減速レー
トとして採用される。しかし、制御停止の必要がないと
きは、個別に用いて巻戻し・巻取機１．２を停止させる
ようにしてもよい。

ところで、前述した品質トラブルや板破断といった操業
トラブルは一般に何時発生するか予測がつかない。そこ
で、本発明を実施するにあたっては、操業トラブルが何
時発生してもよいように＋１＋式、（７）式を用いて巻
戻し・巻取機１，２の許容減速時間ｔｄ＋ｌｅＦ＋　　
Ｌ　ｄｅｃＴがリアルタイムに演算される。このために
は、速度検出器８に検出された各モータＭの回転速度Ｎ
ｒ　、Ｎｔが前述した巻戻しコイル径演算器９と巻取コ
イル径演算器１０に常時入力される。これらの演算器９
．１０は（５）式にしたがって、巻戻しコイル径ＤＦと
巻取コイル径ＤＴを演算し、その演算結果を主制御器５
に出力する。主制御器５では（４）式にしたがって巻戻
しがわコイル分ＣＤ”ｃ、と巻取がわコイル分Ｇ　Ｄ　
２ｃ。

をそれぞれ演算し、更に機械ＧＤ２演算器７より入力さ
れた巻戻し機機械分ＧＤ２１．ＩＦと巻取機機械分ＧＤ
２．７をそれぞれ加算し、巻戻しがわ全ＧＤ”Ｆと巻取
がね全ＧＤ２Ｔをリアルタイムに演算する。

更に（７）式にしたがって巻戻し・巻取機１，２の許容
最大減速トルクＡ□１％＋　　ＡＴＩＩＩＩＸ％が演算
される。

この演５算においては、モータＭのデータ、すなわち定
格トルクτ。と許容最大トルクτ、□に関するデータが
必要となるが、これらのデータは圧延前に入力装置を介
して主制御器５に入力される。

巻戻し・巻取機１．２の張力分トルクτＴＦ＋　　τ１
゜はコイル機中、巻取・巻戻し張力設定器６により入力
された張力設定値ＴＦ　、ＴＴにコイル径り、。

Ｄ、とコイル機中ｌを掛は合わして求められる。

メカロスτζＦ、τζアは、前述したモータの回転速度
−損失トルク表より各モータＭの回転速度Ｎ、、Ｎ、を
参照して求められるが、安全性を見込んで省略してもよ
い。（７）弐により演算されたとＡ　７Ｍ１Ｘ％は、モ
ータＭの定格Ｐとともに（１１式に代入される。（１）
式により、巻戻し・巻取機１．２の減速率ｄ　ｎ　／　
ｄ　ｔが求まるから、これより、各モータの回転速度Ｎ
、、Ｎアを代入して、許容減速時間’　ｄｌｌＣＦ＋　
　’　ｄｌａｃＴが求まる。

仮りに品質トラブルで巻戻し・巻取機１，２を同時に停
止させる必要があるときは、巻戻し・巻取機１．２の許
容減速時間Ｌ　ｄａｃＦ＋　　ｔｄｅｃＴが比較され、
いずれか大きい方が、ライン全体を停止させる減速レー
トとして用いられる。ここで、仮にＬ　ｄａｃＦ　＞Ｌ
　ｄａｃアとなると、ライン全体を停止させる減速レー
トは、ｔｄａ。となる。このＬ　ｄｅｃＦを用いて巻戻
し・巻取機１．２を停止させる減速トルクτｄｅｃＦ＋
　　τｄａｃＴが演算される。

巻戻し機１の減速トルクτｄｅｃＦは、（３）弐により
となり、巻取機２の減速トルクτ、。７は、３７５　　
　　ｄｔ、、ｃＴ となる。

τｄｅｃＦ＋　　τｄａｅＴが判れば、各モータＭに印
加するトルク分電流が知れるので、その結果が各電動機
制御装置４ａ、４ｃに入力される。なお、同時停止にお
いては、圧延機３についても考慮する必要があるが、冷
間圧延においては、一般に必要トルクに対し、モータ出
力トルクに余裕があるのでこの場合には考慮する必要が
ない。しかし、事前に他の中間設備を含めて検討し問題
になるときは、巻戻し・巻取機１．２の許容減速時間の
ほか、中間設備の許容減速時間を考慮して、ライン全体
が停止される。

一方、板破断や圧延終了時においては、巻戻し・巻取機
１．２を同時停止させる必要もないので、巻戻し・巻取
機１，２は個別に停止される。

次いで、従来技術との比較を行なうため、第１表の設備
使用に基づいて、本発明の内容を具体的に説明する。従
来においては、前述したように第１表の設備使用にもと
づいて巻戻し・巻取機ｌ。

２の許容減速時間を一義的に１２．５　ｓｅｃに定めて
いる。これに対し、本発明はコイル分ＧＤ”をリアルタ
イムで演算し、これに基づいて巻戻し・巻取機１，２の
許容減速時間ｔｄａｃＦ＋　　’　ｄ＠Ｃアをリアルタ
イムで求めるようにしたものであるから、少なくともＬ
ｄ＠ＣＦ＋　　ｔｄｅｃＴ≦１２．５　ｓｅｃである。

したがって、品質トラブルが生じたときは、少なくとも
１２．５　ｓｅｃ以下で、巻戻し・巻取機１．２を同時
に停止させることができる。また、第１表に示すＧ　Ｄ
”ＣＩＩＩＩＸは巻戻し・巻取機１，２の最大コイル径
と最大コイル重量により求めたものである。したがって
、コイル機中が変れば、コイル分ＣＤ２がＣＤ　”Ｃｍ
ｍｘよりも小さくなる。本発明は、このコイル分ＣＤ”
をリアルタイムで演算するものであるから、モータＭの
余力を利用して更に短縮することができる。更に巻戻し
・巻取Ｎ１，２の許容最大減速トルク比Ａ　ｓ　ａ　ｘ
％にしても従来は材料仕様によらず、−律に２４５％に
とっているが、本発明においては、コイル機中、巻取・
巻戻し張力設定器６より入力された設定値より張力分ト
ルクτア４．τ７アが演算されるため、高張力鋼のよう
に設定張力のおおきいストリップではＡ　ｍａｙ％を更
に大きくとることができる。この結果、許容減速時間が
更に短くなるという利点を有する。

また、板破断や圧延終了時においては、巻戻し・巻取器
１．２を同時に停止させる必要もないので、仮りに圧延
終了により巻取機２がわのコイル径が最大になっている
ときは、巻取機２を４．１５　　ｓｅｃで、空になった
巻戻し機１を１２．５　ｓｅｃでそれぞれ停止させるこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の急停止制御方法を採用す
ることにより、巻戻し・巻取機を従来の最大減速率以上
で急停止させることができる。

この結果、 （１）モータの余力を十分活用できる。

（２）スクラップ及び不良品発生量を従来にまして減少
させることができる。

（３１ｆ２＋と関連して、停止時間も短いので、スクラ
ップの叩き付けによる設備被害を最小にくいとめること
ができる。

（４）　　また、サイクルタイムアツプにつながるので
、生産量増加が見込める。

という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示した冷間圧延ラインの
ブロック図である。 ｌ・・・巻戻し機、２・・・巻取機、３・・・圧延機、
４ａ。 ４ｂ、４ｃ・・・電動機制御装置、５・・・主制御器、
６・・・コイル機中・巻取・巻戻し張力設定器、７・・
・機械ＧＤ”演算器、８・・・速度検出器、９・・・巻
戻しコイル径演算器、１０・・・巻取コイル径演算器、
Ｍ・・・モータ、Ｓ・・・ストリップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻戻し・巻取機を備えたラインにおいて、前記巻
   戻し・巻取機を駆動するモータの回転数を検出して巻戻
   し・巻取機のコイル分ＧＤ＾２と機械分ＧＤ＾２をリア
   ルタイムで演算し、次いで少なくとも巻戻し・巻取張力
   を入力として許容最大減速トルク比をリアルタイムで演
   算し、巻戻し・巻取機を停止させるに必要な許容減速時
   間をリアルタイムで演算し、同時停止の必要があるとき
   はいずれか大きい方の許容減速時間を、その必要がない
   ときは各別に求めた許容減速時間を巻戻し・巻取機を停
   止させる減速レートの基準として使用することを特徴と
   する巻戻し・巻取機の急停止制御方法。