JPH0347622A - 尾端定位置停止制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、帯鋼ミル等の圧延機の出側に巻取機を設け
た圧延設備に係り、特に、被巻取材の尾端が巻取機の予
め定めた位置に到達（７たときに巻取機を停止させる尾
端定位置停止制御装置に関するものである。

（従来の技術） 第３図はこの種の従来の尾端定位置停止制御装置の構成
を、圧延機を抜けた材料が巻取機に巻取られるまでの主
要機器と併せて示したブロック図である。

同図において、仕上圧延機１を抜けた被巻取材３はピン
チロール２を通って巻取機４に巻取られる。ここで、ピ
ンチロール２を駆動する直流電動機５にはその回転を検
出するパルス発信器７が、巻取機４を駆動する直流電動
機６にもその回転を検出するパルス発信器８がそれぞれ
取（−ｊけられ、さらに、ピンチロール２から見た仕上
圧延機１側に被巻取材３の尾端が通過したことを検出す
る尾端通過検出器９が設けられている。

このうち、パルス発信器７の出力パルスはサンプリング
カウンタ１１で計数され、ピンチロール２の回転数θＰ
に変換され、同様に、パルス発信器８の出力パルスはサ
ンプリングカウンタ１２で計数され、巻取機４の回転数
θ□に変換される。

コイル径演算手段１３はこれら回転数θ、およびθ８と
を用いて巻取りコイル径りを演算する。このコイル径演
算手段１３の出力側には、尾端定位置停止制御開始時に
開かれるゲート１９が設けられ、回転数基準演算手段〕
、４はこの時の巻取コイル径Ｄ２と、被巻取材３の板厚
りとを用いて、被巻取材３の尾端を所定の位置に停止さ
せるための回転数基準θ、を演算する。また、巻取機回
転数演算手段１５は、尾端定位置停止制御時に開かれる
ゲート２０を介して、パルス発信器８のパルスを人力し
、巻取機４の実際の回転数０４′を演算する。

また、回転数基１ｌＦｌｔｆ算手段１４の回転数ＪＡ準
θ。と、巻取機回転数演算手段］５の実際の回転数θ、
′とは偏差演算手段１６で比較され、ここで桟器転数Δ
θが演算される。

なお、尾端通過検出器９の尾端検出信号を受けたときゲ
ート制御回路１８が尾端定位置停止Ｊ−制御信号を出力
してゲート１９および２０を開く。

一方、コイル径演算手段２１は板厚りと、巻取機回転数
演算手段１５の回転数θ、’　氏、Ｂ取コイル径Ｄ２と
に基づいで、定位置停止１１制御中の巻取コイル径Ｄ３
を演算する。慣性モーメント演算５手段２２は巻取コイ
ル径Ｄ３に対応する巻取機４の慣性モーメントＪ１を演
算し、トルク演算手段２３は巻取コイル径Ｄ３に対応す
る巻取機４のトルクＴ１を演算する。そこで、減速率演
算手段２４はこの慣性モーメントＪ１およびトルクＴ１
から巻取機４の最大減速率α１を演算する。また、速度
基準演算手段２５は桟器転数Δθおよび最大減速率α１
とに基づいて巻取機４の速度基準θＮを演算する。

この従来の尾端定位置停止制御装置のより詳しい動作を
以下に説明する。

先ず、尾端通過検出器９とピンチロール２との水平距離
をＬｌ、被巻取材３の尾端がピンチロール２を通過して
から、巻取機４の所定の位置に巻取られて停止するまで
の尾端の移動量をＬ２、被巻取材３の板厚をり、ピンチ
ロール２のロール径をＤ　として、尾端通過検出器９が
彼巻取祠３の尾端の通過を検出してから、巻取機４の所
定の位置に停止するまでの回転数基準ガと実回転数θ□
′との偏差Δθを求めることを説明する。

巻取機４の巻取コイル径りとサンプリングカウンタ１１
の計数値θＨとの積は、ピンチロール２のロール径Ｄ　
とサンプリングカウンター２の計数値θ　との積に等し
いから、巻取コイル径りはＤ　・θ ｐｍ　　ｐ　　ｐ　　　　　　　　　・・・（１）０Ｍ で与えられる。

また、巻取長さ１　　（Ｌｌ４−Ｌ２）、厚さｈの被巻
取材３を巻取コイル径りのコイルに巻回した場合、この
巻取長さｇと巻取機４の回転数θとは次の関係にある。

よって、被巻取材３の尾端が尾端通過検出器９を通過時
のコイル径Ｄ２、この尾端が巻取機４に巻取られて停止
するまでの巻取機４の回転数（以下、これを回転数基準
という）をθ３とすれば、この回転数基窄θ２は となる。

しかして、コイル径演算手段１３は上記（１）式の演算
を行い、回転数基準演算手段１４は尾端定位置停止制御
時のコイル径Ｄ２によって上記（４）式の演算を行う。

また、巻取機回転数演算手段１５は、尾端定位置停止制
御中の実際の回転数θ８′を演算し、さらに、偏差演算
手段１６は回転数基準演算手段１４の回転数基準θ７と
巻取機回転数演算手段１５の巻取回転数θ。′との偏差
Δθを求めている。

次に、巻取機の最大減速率α１を求めることを説明する
。

被巻取材３の圧延時にはこれを一定の張力で巻取るべく
張力制御が行われるが、この張力制御時の直流電動機ト
ルクＴ１張力Ｆ１電機子電流ｌとの間には次の関係があ
る。

Ｔ−Ｋ　ｉφ１ ・・・（５） Ｔ−−・Ｆ ・・・（６） ただし、φは界磁巻線の磁束、Ｋ、は比例定数である。

この（５）　、（６）式から明らかなように、界ｒＩＭ
、巻線の磁束φをコイル径りに比例させるならば、張力
Ｆと電機子電流Ｉとの関係は次式で与えられる。

Ｆ””Ｋ２・Ｉ　　　　　・・・（７）ただし、Ｋ２は
比例定数である。すなわち、電機子電流■を一定に制御
することによって張力Ｆを一定にしている。

また、電動機によって駆動される被駆動体（巻取機と連
動する例えば電動機の回転子等の部十イを全て含む）の
慣性モーメントをＪ、電動機のトルクをＴとすると、減
速率αは α−−・・・（８） となるから、尾端定位置停止制御時の電動機トルクＴ１
および、被駆動体の慣性モーメントＪを演算することに
よって、最大減速率αを算出し得、さらに、減速制御時
の被駆動体の速度Ｖを進行距離Ｓの平方根に比例させる
ならば、電動機のトルク能力を十分に活用した速度制御
が可能となる。

以上のことから、巻取機の外径すなわち巻取コイルの内
径をＤｌ、尾端定位置停止制御中の巻取コイル径をＤ３
とすれば、巻取コイルの慣性モーメントＪ３は Ｊ３　”＝に３　（Ｄ３’−Ｄｌ４）　　　　・・・（
９）で与えられる。ただし、Ｋ３は比例定数である。

また、巻取コイル以外の巻取機４の慣性モーメントＪ２
とすると、被駆動体の慣性モーメントＪ１は Ｊ、−Ｊ２＋Ｊ３ −Ｊ２＋に３（Ｄ３’−Ｄ、’）　　・・・（１０）で
与えられる。

一方、巻取機４を駆動する直流電動機６か、電流制御か
ら速度制御に切換えられる点の巻取コイル径をＤ２、電
動機トルクをＴ１、比例定数をに４とすれば、上述した
（８）式からも明らかなように、電動機最大トルクＴ１
は Ｔ、−に４・Ｄ２　　　　　　　　　　・・・（１１）
となる。

したがって速度制御に切換られてからの減速率をα１と
すれば、 コイル径演算手段２１は定位置停止制御開始時点のコイ
ル径Ｄ２、定位置停止制御に移行してからの巻取回転数
θ□′および板厚りに基づいて尾端定位置停止制御中の
巻取コイル径Ｄ３を演算する。慣性モーメント演算手段
２２は巻取コイル径Ｄ３を人力して、上記（１０）式の
演算により被駆動体の慣性モーメントＪ１を演算する。

さらに、トルク演算手段２３は巻取コイル径Ｄ２を用い
て上記（１１）式の演算により電動機トルクＴ１を演算
する。減速率演算手段２４は被駆動体の慣性モーメント
Ｊ１および電動機トルクＴｔに基づいて上記（１２）式
の演算を行って最大減速率α１を演算する。

次に、速度基準θ、を求めることを説明する。

被駆動体の進行距離Ｓに対応する巻取機４の同転角度を
Δθとすれば、速度基準θ、は次式によって算出するこ
とができる。

そこで、速度基■演算手段２５は、減速率演算手段２４
の最大減速率α１、偏差演算手段１６の桟器転数Δθに
よって、上記（１３）式の演算を行って速度基準θ、を
算出する。

この結果、直流電動機６はそれ自体の０゛するトルク能
力を十分に活かした減速制御が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 尾端定位置停止制御開始時の速度は必ずしも一定ではな
く、被巻取材の圧延スケジュールにより決定されるもの
である。

従来の尾端定位置停止制御装置においては、速度基準θ
、が被駆動体の慣性モーメントおよび電動機トルクから
求められる最大減速率α１と、尾端定位置停止制御開始
点からを数機の所定の位置までの距離１１　（Ｌｌ十Ｌ
２）とに基づいて決定されるものであるため、被巻取材
３の尾端が尾端定位置停止制御開始点を通過する速度は
考慮されていなかった。

従って、尾端定位置停止制御を開始した速度が大きくて
、この速度から最大減速率にて減速させたとしても巻取
機の所定の位置に被巻取材３の尾端を停止させることが
できず、停止位置を過ぎるおそれがある。

このような場合、再度、巻取機の所定位置に停止させる
べく巻取機を回転させている。この再同転はオペレータ
による手動操作または尾端定位置停止制御の再起動によ
るため、巻取機の所定の位置に停止させる時間が長くな
り、圧延スケジュールに影響を及ぼすという問題点があ
った。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、尾端停止制御開始点の尾端通過速度が最大減速率
に換算した速度基僧より大きい場合でも、被巻取材の尾
端を巻取機の所定の位置に最短時間にて停止させること
のできる尾端定位置停止り制御装置を得ることを目的と
する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、圧延機の出側に設けられたピンチロールお
よび巻取機の回転を検出して巻取コイル径を演算すると
共に、被巻取材の尾端を検出して前記巻取機の所定点に
停止させる回転数基準および実回転数を演算し、演算さ
れた巻取コイル径および実回転数に基づいて前記巻取機
を駆動する電動機トルクおよび被駆動体の慣性モーメン
トを演算すると共に、前記電動機の最大減速率を演算し
、この最大減速率と前記回転数基準および実回転数の偏
差とに基づいて前記巻取機の速度基準を演算する尾端定
位置停止制御装置において、前記ピンチロールの回転か
ら前記被巻取材の尾端を検出した時点の前記被巻取材の
速度を演算すると共に、この被巻取材の速度および前記
最大減速率に基づいて前記巻取機の巻取予測回転数を演
算し、この巻取予ｉ１１回転数が前記回転数基準を超え
るとき、前記巻取機の整数回転分の回転数補正量を出力
する補正量演算手段と、この回転数補正量によって前記
回転数基準を補正する補正手段とを備えたことを特徴と
する （作　用） この発明においては、尾端定位置停止制御開始点の被巻
取材の速度に応じて、巻取機の回転数基準を補正してい
るので、巻取機を駆動する電動機トルクおよび被駆動体
の慣性モーメントに基づく減速率を採用していたとして
も尾端定位置停止１−制御を最短時間で終了できる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例のブロック図で、図中、第
３図と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省
略する。ここでは尾端定位置停止制御開始時のピンチロ
ール２の速度に基づいて回転数基準θ２の補正量を演算
する補正量演算手段３０と、この補正量を適切に回転数
基準θ２に加えるように、回転数基準演算手段１４の出
力経路に設けられた補正手段４０とを新たに付加した構
成になっている。

このうち、補正量演算手段３０は、ゲート制御回路１８
の定位置停止制御開始信号によってパルス発信器７の出
力パルスを計数して尾端の速度ｖＰＲ＋求めるスピード
カウンタ３１と、この速度ｖＰＲから被巻取材３が停止
するまでの巻取機４の予測回転数θＰＲ’演算する巻取
機予測回転数演算手段３２と、この子ｆ１１回転数θ、
−回転数基亭演算手段１４のθ　とを比較し、θ、〉θ
、１、の関係にあるときに補正量ｎ・θＨを出力すると
共に、ゲート制御信号Ｘ、　Ｙを出力する比較手段３３
とで構成されている。

また、補正手段４０は、ゲート回路４１および加算器４
４の直列接続回路と、加算器４３およびケート回路４２
の直列接続回路とを並列接続した′構成になっている。

上記のように構成された本実施例の動作を以下に説明す
る。

先ず、尾端通過検出器９により被巻取材３の尾端が検出
された時にスピードカウンタ３１がパルス発信器７のパ
ルスを計数してピンチロール２の速度ＶＰＲを検出する
。

周知の如く、速度Ｖで運動する物体を減速率αで停止さ
せた場合の走行距離をＳとすれば、Ｖ−ｆテ「１３−の
関係が成立する。巻取機ｐ　／Ｉｐ＋回転数演算手段３
２はこの関係式を変形して得られる下式を用い、スピー
ドカウンタ３１で求められたピンチロール２の速度ＶＰ
Ｉ？と、減速率演算子段２４によって演算された最大減
速率α１とから巻取機４の巻取回転数θＰＲ’予測する
。

比較手段３３はこの巻取回転数θ、Ｒと、回転数基準演
算手段１４で演算された回転数基■θＩ？とを比較し、
θＲ≧θＰＨの関係にあるか、あるいは、θＲくθＰＲ
の関係にあるかを判定し、若し、θＲ≧θ、Ｒの関係に
あるとすればゲート回路４１を開く信号Ｘを出力する。

反対に、θ２くθ、１？の関係にあったとすればゲート
回路４２を開く信号Ｙを出力すると共に、その偏差に応
じた回転基準補正量ｎ・θ　（ｎ　−１，２，・・・、
θ１１−２π）１ を出力する。

ここで、比較手段３３は次に示す処理を実行したことに
なる。

すなわち、回転数基準θ２に対応して、被巻取材３の尾
端を巻取機４の所定の位置に停止させるピンチロール２
の速度基”　■Ｒ）’：Ｐは次式によって求められる。

回転数基準演算手段１４で演算される実際の回転数基準
θ９と、巻取機予測回転数演算手段３２による予測巻取
回転数θ　とがθ、１？≧θＰ１（の関係Ｒ にあることは、ＶＲＥＦ≧”　ＰＩ？”あることを意味
し、従来装置そのままの構成でも何等の支障はない。

従って、ゲート回路４１を開いて回転数基準θ２をその
まま偏差演算手段１６に加える。

一方、回転数基ｉ１！演算演算１４で演算される実際の
回転数基準θ。と、巻取機予測回転数演算手段３２によ
る予測巻取回転数θ　とがθ２くθ、１？円ン の関係にあることは、ＶＲＦＰ　＜ｖＰＩ？となり巻取
機の速度が追従できず、被巻取材３の尾端を巻取機４の
所定の位置に停止させることができなくなる。

第２図はこの関係を示したもので、被巻取材３の速度が
低いときに、回転数基準θ１？に対して適切な速度基準
θ　が決定され、θＲ−Ｏてθ、−〇なるが、被巻取材
３の速度が大きく、巻取機の速度をθ　でしか減速でき
ないときにはθビーＯになってもθ８は零にはならず、
被巻取材３の尾端を巻取機４の所定の位置に停止させる
ことかできない。

そこで、回転数基準θ□に対して巻取機４の所定の位置
に被巻取材３の尾端が停止ｌ−できるように補正を加え
る必要がある。

ここで、回転数基準θ□の補正量は、第１図に示したよ
うに、巻取機４が１回転する距離Ｌ３の整数倍となる。

比較手段３３はθ１？＜θ、１？の関係にあるとき、そ
の差に応じてｎ・θ１１（θ）１−２π）を求めると共
に、ゲート回路４２を開き、次式に示す回転数基準θ　
を偏差演算手段１６に加ε える。

θ、−ｍθＲ十ｎ”θＨ・（ｔｅ） かくして、尾端定位置停止制御開始時の被巻取材の速度
が大き過ぎる場合には、回転数基準が補正されるため、
被巻取材の尾端を巻取機の所定の停止位置に確実に停止
させることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかなように、この発明によれば
、被巻取材の速度および最大減速率に基づいて巻取機の
巻取予測回転数を演算し、この巻取子ｄカ１回転数が回
転数基準を超えるとき、巻取機の整数回転分の回転数補
正量を出力する補正量演算手段と、この回転数補正量に
よ・〕て回転数基準を補正する補正手段とを備えている
ので、尾端停止制御開始点の尾端通過速度が最大減速率
に換算した速度基準より大きい場合でも、被巻取材の尾
端を巻取機の所定の位置に最短時間にて停止１．させる
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を、圧延系統と併せて示し
たブロック図、３ｆ！２図は同実施例の動作を説明する
ために、回転数基準と速度との関係を示す線図、第３図
は従来の尾端定位置停止制御装置を、圧延系統と併せて
示したブロック図である。 １３・・・コイル径演算手段、１４・・・回転数）Ｊｉ
準演算手段、１５・・・巻取機回転数演算手段、１６・
・・偏差演算手段、２１・・・コイル径演算手段、２２
・・・慣性モーメント演算手段、２３・・・トルク演算
１段、２４・・・減速率演算手段、２５・・・速度基準
演算１段、３０・・・補正量演算手段、４０・・・補正
１段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧延機の出側に設けられたピンチロールおよび巻取機の
   回転を検出して巻取コイル径を演算すると共に、被巻取
   材の尾端を検出して前記巻取機の所定点に停止させる回
   転数基準および実回転数を演算し、演算された巻取コイ
   ル径および実回転数に基づいて前記巻取機を駆動する電
   動機トルクおよび被駆動体の慣性モーメントを演算する
   と共に、前記電動機の最大減速率を演算し、この最大減
   速率と前記回転数基準および実回転数の偏差とに基づい
   て前記巻取機の速度基準を演算する尾端定位置停止制御
   装置において、前記ピンチロールの回転から前記被巻取
   材の尾端を検出した時点の前記被巻取材の速度を演算す
   ると共に、この被巻取材の速度および前記最大減速率に
   基づいて前記巻取機の巻取予測回転数を演算し、この巻
   取予測回転数が前記回転数基準を超えるとき、前記巻取
   機の整数回転分の回転数補正量を出力する補正量演算手
   段と、この回転数補正量によって前記回転数基準を補正
   する補正手段とを備えたことを特徴とする尾端定位置停
   止制御装置。