JPH05312658A - 張力測定装置 - Google Patents

張力測定装置

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JPH05312658A
JPH05312658A JP4120776A JP12077692A JPH05312658A JP H05312658 A JPH05312658 A JP H05312658A JP 4120776 A JP4120776 A JP 4120776A JP 12077692 A JP12077692 A JP 12077692A JP H05312658 A JPH05312658 A JP H05312658A
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JP
Japan
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tension
load
roll
output
electric motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP4120776A
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English (en)
Inventor
Nobutsugu Suzuki
宣嗣 鈴木
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、張力検出ロールの駆動用電動機が発
生する張力外乱の影響をなくし、より正確な張力の検出
を行なえることを最も主要な目的としている。 【構成】本発明は、所定の速度で送られてくる板材に対
して、当該板材に同期するように電動機で駆動される張
力検出ロールを押し当てた状態で、当該張力検出ロール
にかかる荷重を検出し、当該荷重より板張力を算出する
張力測定手段と、張力検出ロールの駆動用電動機の負荷
電流と無負荷電流との差分に基づいて、張力検出ロール
駆動用電動機が板材に与える張力を算出し、当該張力値
を張力測定手段により算出された板張力の補正値として
出力する張力補正手段とを備えたことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば圧延ライン、プ
ロセスライン等において、所定の速度で送られてくる板
材の板張力を検出する張力測定装置に係り、特に張力検
出ロールの駆動用電動機が発生する張力外乱の影響をな
くして、より正確な張力の検出を行ない得るようにした
張力測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば圧延ライン、プロセス
ライン等においては、所定の速度で送られてくる板材の
板張力を検出するための張力測定装置が多く用いられて
きている。
【0003】この張力測定装置としては、種々のタイプ
のものがあるが、その一つとして、所定の速度で送られ
てくる板材に対して、板材に同期するように電動機で駆
動される張力検出ロールを押し当てた状態で、張力検出
ロールにかかる荷重を検出し、その荷重より板張力を算
出するようにしたものがある。図2は、この種の張力測
定装置を圧延ラインに適用した場合の全体構成例を示す
概要図である。図2において、圧延ラインは、圧延スタ
ンド1で圧延されて、所定の速度で送られてくる板材2
を、テンションリール3で巻取るように構成されてい
る。
【0004】一方、張力測定装置は、上記板材2に対し
て、この板材2に同期するように電動機4で駆動される
張力検出ロール5を押し当てた状態で、この張力検出ロ
ール5にかかる荷重を、テンションメータ6を介して荷
重検出部7で検出し、その荷重より板張力を算出するよ
うになっている。
【0005】また、8は圧延スタンド1の駆動用電動
機、9はテンションリール3の駆動用電動機であり、圧
延スタンド1の駆動用電動機8が速度制御器10による
速度制御、テンションリール3の駆動用電動機9が電流
制御器11による電流制御、張力検出ロール5の駆動用
電動機4がドループ付速度制御器12によるドループ付
速度制御を、それぞれ行なうようになっている。
【0006】ところで、このような張力測定装置におい
ては、張力検出ロール5の駆動用電動機4の出力が、板
張力に対して外乱として働く可能性がある。すなわち、
図2の場合、圧延スタンド1とテンションリール3との
間の張力T1 が、本来テンションリール3のトルクによ
って決定される。
【0007】しかしながら、張力検出ロール5の駆動用
電動機4の負荷電流I1 が、無負荷時の電流I0 と一致
しない場合には、両者の差分(I1 −I0 )の電流(ト
ルク)が、張力外乱T2 として実際の張力T1 に加算さ
れることになる。その結果、テンションメータ6および
荷重検出部7は、2T1 +T2 分の荷重を検出してしま
い、テンションリール3の駆動用電動機9の出力する真
の張力を検出することが不可能となる。図3は、かかる
関係を示した概要図である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
張力測定装置においては、張力検出ロールの駆動用電動
機が発生する張力外乱の影響により、正確な張力の検出
を行なえないという問題があった。
【0009】本発明は、上述のような問題を解決するた
めに成されたもので、張力検出ロールの駆動用電動機が
発生する張力外乱の影響をなくして、より正確な張力の
検出を行なうことが可能な極めて信頼性の高い張力測定
装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、所定の速度で送られてくる板材に対し
て、当該板材に同期するように電動機で駆動される張力
検出ロールを押し当てた状態で、当該張力検出ロールに
かかる荷重を検出し、当該荷重より板張力を算出する張
力測定手段と、張力検出ロールの駆動用電動機の負荷電
流と無負荷電流との差分に基づいて、張力検出ロール駆
動用電動機が板材に与える張力を算出し、当該張力値を
張力測定手段により算出された板張力の補正値として出
力する張力補正手段とを備えて構成している。
【0011】
【作用】従って、本発明の張力測定装置においては、張
力検出ロールの駆動用電動機の負荷電流と無負荷電流と
の差分によって、張力検出ロール駆動用電動機が板材に
与える張力が算出され、この張力値によって、張力測定
手段で算出された板張力が補正される。これにより、張
力検出ロールの駆動用電動機が発生する張力外乱の影響
をなくすことが可能となり、より正確な張力の検出を行
なうことができる。
【0012】
【実施例】まず、本発明の考え方について説明する。
【0013】本発明では、以下のような式を基に、張力
検出ロールの駆動用電動機の負荷電流I1 を常時検出
し、この負荷電流I1 と無負荷時の電流I0 との差分
(I1 −I0 )より、張力検出ロール駆動用電動機が板
材に与える張力T2 を求め、この張力値T2 によって、
テンションメータおよび荷重検出部で検出された張力を
補正することにより、実際の張力T1 のみを求めるもの
である。
【0014】
【数1】
【0015】ただし、I1 :負荷電流(A)、I0 :無
負荷電流(A)、r:張力検出ロール5の径(m)、
P:検出荷重(kg)、θ:巻き付け角、k1 φ:トル
ク係数(kg/A)、k2 :変換係数。以下、上記のよ
うな考え方に基づく本発明の一実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明を圧延ラインに適用した場
合の張力測定装置の全体構成例を示すブロック図であ
り、図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0017】すなわち、本実施例の張力測定装置は、図
1に示すように、図2に加えて、張力演算装置20と、
外部指示計30と、上位計算器31とを備える構成とし
たものである。ここで、張力演算装置20は、減算器2
1と、乗算器22と、除算器23と、除算器24と、減
算器25と、乗算器26とからなっている。
【0018】減算器21は、前記ドループ付速度制御器
12から得られる張力検出ロール5の駆動用電動機4の
負荷電流I1 と、無負荷電流I0 との差(I1 −I0
を算出するものである。また、乗算器22は、減算器2
1からの出力と、トルク係数k1 φとの積を算出するも
のである。さらに、除算器23は、乗算器22からの出
力と、張力検出ロール5の径rとの商を算出するもので
ある。一方、除算器24は、前記荷重検出部7からの荷
重Pと、係数sin(θ/2)(ただし、θは巻き付け
角)との商を算出するものである。また、減算器25
は、除算器24からの出力と、除算器23からの出力と
の差を算出するものである。さらに、乗算器26は、減
算器25からの出力と、荷重から張力への変換係数k2
との積を算出するものである。一方、外部指示計30
は、乗算器26からの出力である板張力値を指示するた
めのものである。また、上位計算器31は、乗算器26
からの出力である板張力値に基づいて所定の処理計算を
行なうためのものである。
【0019】なお、上記において、テンションメータ
6、荷重検出部7、除算器24、減算器25、および乗
算器26により張力測定手段を構成し、また減算器2
1、乗算器22、除算器23により張力補正手段を構成
している。次に、以上のように構成した本実施例の張力
測定装置の作用について説明する。
【0020】図1において、板材2に対して、この板材
2に同期するように電動機4で駆動される張力検出ロー
ル5を押し当てた状態で、この張力検出ロール5にかか
る荷重Pが、テンションメータ6を介して荷重検出部7
により検出される。
【0021】一方、張力演算装置20の減算器21で
は、ドループ付速度制御器12からの張力検出ロール5
の駆動用電動機4の負荷電流I1 と、無負荷電流I0
の差(I1 −I0 )が算出される。また、乗算器22で
は、この減算器21からの出力と、トルク係数k1 φと
の積(k1 φ・(I1 −I0 ))が算出される。さら
に、除算器23では、乗算器22からの出力と、張力検
出ロール5の径rとの商(k1 φ・(I1 −I0 )/
r)が算出される。ここで、除算器23で算出された値
(k1 φ・(I1 −I0 )/r)は、前述した張力検出
ロール5の駆動用電動機4が板材2に与える張力T2
相当するものである。
【0022】一方、除算器24では、荷重検出部7から
の荷重Pと、係数sin(θ/2)(ただし、θは巻き
付け角)との商(P/sin(θ/2))が算出され
る。また、減算器25では、除算器24からの出力と、
除算器23からの出力との差(P/sin(θ/2)−
2 )が算出される。すなわち、この両者の差分をとる
ことにより、荷重検出部7で算出された板張力が補正さ
れることになる。
【0023】さらに、乗算器26では、減算器25から
の出力と、変換係数k2 との積が算出される。これによ
り、テンションリール3の駆動用電動機9の出力する実
際の張力T1 が求められる。そして、このようにして求
めた張力値T1 は、外部指示計30により指示されると
共に、上位計算器31に入力して所定の処理が行なわれ
ることになる。
【0024】以上により、張力検出ロール5の駆動用電
動機4の負荷電流I1 と無負荷電流I0 との差分(I1
−I0 )が、板材2に与える外乱張力T2 の影響がなく
なり、テンションリール3の駆動用電動機9の出力する
真の張力を正確に検出することができる。ここで、本実
施例の張力測定装置によって、どれだけ正確に張力を検
出できるかについて、具体的に述べる。
【0025】いま、スタンド間張力T1 =500(k
g)、テンションメータロール回転数n=700(r.
p.m.)、張力検出ロール5の径r=300(m
m)、張力検出ロール5の駆動用電動機4の仕様[定格
出力3.7(kw)、基底速度700(r.p.
m.)、定格電流20(A)、基底速度における無負荷
電流I0 =2(A)]として、負荷電流I1 =20
(A)の場合、張力検出ロール5の駆動用電動機4が板
材2に外乱張力T2 =30.9(kg)を与えることに
なり、その検出値は、
【0026】(T1 ×2+T2 )/(T1 ×2) =(500×2+30.9)/(500×2) =1.0309 となり、従来の張力測定装置では、実際の張力値T1
りも約3%も多い値(誤差分)を検出することになる。
【0027】これに対して、本実施例の張力測定装置で
は、張力検出ロール5の駆動用電動機4の負荷電流I1
と無負荷電流I0 との差分によって、張力検出ロール5
の駆動用電動機4が板材2に与える張力が算出され、こ
の張力値によって測定された板張力が補正されることに
より、張力検出ロール5の駆動用電動機4が発生する張
力外乱の影響をなくして、より正確な張力の検出を行な
うことができる。
【0028】上述したように、本実施例では、圧延スタ
ンド1で圧延されて、所定の速度で送られてくる板材2
を、テンションリール3で巻取るようにし、板材2に対
して、この板材2に同期するように電動機4で駆動され
る張力検出ロール5を押し当てた状態で、この張力検出
ロール5にかかる荷重を、テンションメータ6を介して
荷重検出部7で検出し、その荷重より板張力を算出する
ようにした張力測定装置において、張力検出ロール5の
駆動用電動機4の負荷電流I1 と、無負荷電流I0 との
差(I1 −I0 )を算出する減算器21、減算器21か
らの出力と、トルク係数k1 φとの積を算出する乗算器
22、乗算器22からの出力と、張力検出ロール5の径
rとの商を算出する除算器23、荷重検出部7からの荷
重Pと、係数sin(θ/2)(ただし、θは巻き付け
角)との商を算出する除算器24、除算器24からの出
力と、除算器23からの出力との差を算出する減算器2
5、減算器25からの出力と、荷重から張力への変換係
数k2 との積を算出する乗算器26よりなる張力演算装
置20と、張力演算装置20からの出力である板張力値
を指示するための外部指示計30と、乗算器26からの
出力である板張力値に基づいて所定の処理計算を行なう
上位計算器31とを備えて構成したので、張力検出ロー
ル5の駆動用電動機4が発生する張力外乱を補償してそ
の影響をなくして、従来よりも正確な張力の検出を行な
うことが可能となる。尚、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、種々
に変形して実施できるものである。
【0029】上記実施例では、張力演算装置20を、減
算器21、乗算器22、除算器23、除算器24、減算
器25、乗算器26から構成する場合について説明した
が、これに限らず、前述した演算処理をソフト処理によ
り一括して行なうようにしてもよいことは言うまでもな
い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定の速度で送られてくる板材に対して、当該板材に同期
するように電動機で駆動される張力検出ロールを押し当
てた状態で、当該張力検出ロールにかかる荷重を検出
し、当該荷重より板張力を算出する張力測定手段と、張
力検出ロールの駆動用電動機の負荷電流と無負荷電流と
の差分に基づいて、張力検出ロール駆動用電動機が板材
に与える張力を算出し、当該張力値を張力測定手段によ
り算出された板張力の補正値として出力する張力補正手
段とを備えて構成したので、張力検出ロールの駆動用電
動機が発生する張力外乱の影響をなくして、より正確な
張力の検出を行なうことが可能な極めて信頼性の高い張
力測定装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を圧延ラインに適用した場合の張力測定
装置の一実施例を示すブロック図。
【図2】従来の張力測定装置を圧力ラインに適用した場
合の全体構成例を示す概要図。
【図3】従来の張力測定装置の問題点を説明するための
概要図。
【符号の説明】
1…圧延スタンド、2…板材、3…テンションリール、
4…張力検出ロールの駆動用電動機、5…張力検出ロー
ル、6…テンションメータ、7…荷重検出部、8…圧延
スタンドの駆動用電動機、9…テンションリールの駆動
用電動機、10…速度制御器、11…電流制御器、12
…ドループ付速度制御器、20…張力演算装置、21…
減算器、22…乗算器、23…除算器、24…除算器、
25…減算器、26…乗算器、30…外部指示計、31
…上位計算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の速度で送られてくる板材に対し
    て、当該板材に同期するように電動機で駆動される張力
    検出ロールを押し当てた状態で、当該張力検出ロールに
    かかる荷重を検出し、当該荷重より板張力を算出する張
    力測定手段と、 前記張力検出ロールの駆動用電動機の負荷電流と無負荷
    電流との差分に基づいて、前記張力検出ロール駆動用電
    動機が前記板材に与える張力を算出し、当該張力値を前
    記張力測定手段により算出された板張力の補正値として
    出力する張力補正手段と、 を備えて成ることを特徴とする張力測定装置。
JP4120776A 1992-05-13 1992-05-13 張力測定装置 Pending JPH05312658A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7723930B2 (en) 2006-12-12 2010-05-25 Abb Oy Method and system in connection with tension measurement of material web

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