JPH0565419B2 - - Google Patents
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- JPH0565419B2 JPH0565419B2 JP61298502A JP29850286A JPH0565419B2 JP H0565419 B2 JPH0565419 B2 JP H0565419B2 JP 61298502 A JP61298502 A JP 61298502A JP 29850286 A JP29850286 A JP 29850286A JP H0565419 B2 JPH0565419 B2 JP H0565419B2
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- torque
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、シート状材料の巻き戻し機または巻
き取り機の張力制御方法および張力制御装置に関
する。
き取り機の張力制御方法および張力制御装置に関
する。
（従来の技術）
第３図は、従来の巻き取り機制御装置の一例を
示す。
示す。
第３図において、１は被圧延材であり、一対の
ワークロール２Ａ，２Ｂおよび一対のバツクアツ
プロール３Ａ，３Ｂを備えた圧延機で圧延され、
巻き取り機（リール）４によりコイル状に巻き取
られる。
ワークロール２Ａ，２Ｂおよび一対のバツクアツ
プロール３Ａ，３Ｂを備えた圧延機で圧延され、
巻き取り機（リール）４によりコイル状に巻き取
られる。
前記圧延機は電動機５により駆動される。速度
基準設定器８により設定される電動機５の速度基
準と、回転速度検出器７により検出される電動機
５の回転速度とが等しくなるように、速度制御装
置６により電動機５の回転速度が制御される。
基準設定器８により設定される電動機５の速度基
準と、回転速度検出器７により検出される電動機
５の回転速度とが等しくなるように、速度制御装
置６により電動機５の回転速度が制御される。
一方、リール４は、ギヤー９を介して電動機１
０により駆動される。このとき、通常、圧延機と
リール４との間にある被圧延材１ａに対して一定
の張力が発生するように、運転されている。しか
も、安定な操業を行なううえで、且つ板厚等製品
の品質を制御する上で、目標張力に保持されるこ
とが望ましい。このため、第３図に示す如く、電
流制御装置１１により、電動機１０の発生トルク
を制御するリール張力制御が行なわれている。
０により駆動される。このとき、通常、圧延機と
リール４との間にある被圧延材１ａに対して一定
の張力が発生するように、運転されている。しか
も、安定な操業を行なううえで、且つ板厚等製品
の品質を制御する上で、目標張力に保持されるこ
とが望ましい。このため、第３図に示す如く、電
流制御装置１１により、電動機１０の発生トルク
を制御するリール張力制御が行なわれている。
即ち、張力電流基準演算装置１３により演算さ
れた張力電流基準ITと、加減速電流演算装置１４
により演算された加減速電流基準IFとの和のIRが
電動機１０の電機子電流基準として用いられる。
その電機子電流基準IRと、電流検出器１２により
検出される実際の電機子電流とが等しくなるよう
に、電流制御装置１１により制御される。
れた張力電流基準ITと、加減速電流演算装置１４
により演算された加減速電流基準IFとの和のIRが
電動機１０の電機子電流基準として用いられる。
その電機子電流基準IRと、電流検出器１２により
検出される実際の電機子電流とが等しくなるよう
に、電流制御装置１１により制御される。
また、電動機１０の界磁電流を制御する界磁電
流制御装置１５は、電流検出器１６により検出し
た界磁電流が、界磁電流基準演算装置１７により
決定さ界磁電流基準に等しくなるような制御を行
なう。
流制御装置１５は、電流検出器１６により検出し
た界磁電流が、界磁電流基準演算装置１７により
決定さ界磁電流基準に等しくなるような制御を行
なう。
張力電流基準演算装置１３、界磁電流基準演算
装置１７及び加減速電流基準演算装置１４の機能
の具体的な説明は、以下に述べるリール張力制御
の論理的背景の項及び圧延機を加減速する場合に
ついての項において詳細に行なう。
装置１７及び加減速電流基準演算装置１４の機能
の具体的な説明は、以下に述べるリール張力制御
の論理的背景の項及び圧延機を加減速する場合に
ついての項において詳細に行なう。
ここで、従来のリール張力制御の論理的背景を
説明する。
説明する。
即ち、第４図は、リール４及びその周辺部分を
示すものである。この第４図において、Ｔは巻き
取り張力（Kg）、Ｖは巻き取り速度（mpm）、Ｄ
はコイル径（ｍ）、Ｎは電動機１０の回転数
（rpm）及びａはギヤー９のギヤ比をそれぞれ示
す。このとき、電動機１０の出力PTは下記の(1)
式で表わされる。
示すものである。この第４図において、Ｔは巻き
取り張力（Kg）、Ｖは巻き取り速度（mpm）、Ｄ
はコイル径（ｍ）、Ｎは電動機１０の回転数
（rpm）及びａはギヤー９のギヤ比をそれぞれ示
す。このとき、電動機１０の出力PTは下記の(1)
式で表わされる。
PT＝2π×Ｎ／60×9.8×Ｄ／２×Ｔ／ａ＝K1・Ｎ・Ｄ
・ Ｔ ……(1) ここで、 K1＝2π×9.8／60・１／２・ａ ……(2) である。
・ Ｔ ……(1) ここで、 K1＝2π×9.8／60・１／２・ａ ……(2) である。
一方、ある巻き取り速度Ｖにおける電動機回転
数Ｎと電動機逆起電力Ec(V)との関係は、逆起電力
係数はφ（Ｖ／（rad／sec））とすると、下記の(3)
(4)式で表わされる。
数Ｎと電動機逆起電力Ec(V)との関係は、逆起電力
係数はφ（Ｖ／（rad／sec））とすると、下記の(3)
(4)式で表わされる。
Ｖ＝πD・Ｎ／ａ ……(3)
Ec＝K2・φ・Ｎ ……(4)
ここで、K2は定数である。
電動機１０の電機子電流をIaとすると、電動機
１０の出力PMは、下記の(5)式で表わされる。
１０の出力PMは、下記の(5)式で表わされる。
PM＝Ec×Ia＝K2・φ・Ｎ・Ia ……(5)
ここで、加減速トルク、曲げトルク及びメカロ
ストルクなどを無視すると、 PT＝PM ……(6) が成立する。
ストルクなどを無視すると、 PT＝PM ……(6) が成立する。
従つて、(1)式及び(5)式を(6)式に代入すると、巻
き取り張力Ｔは、 Ｔ＝K2／K1×φ／Ｄ×Ia ……(7) となる。すなわち、巻き取り張力Ｔを一定に保つ
ためには、コイル径Ｄの増加に比例させて、逆起
電力係数φを増加させ、φ／Ｄの比を一定とし、
電機子電流Iaを一定に保持すれば良いことがわか
る。
き取り張力Ｔは、 Ｔ＝K2／K1×φ／Ｄ×Ia ……(7) となる。すなわち、巻き取り張力Ｔを一定に保つ
ためには、コイル径Ｄの増加に比例させて、逆起
電力係数φを増加させ、φ／Ｄの比を一定とし、
電機子電流Iaを一定に保持すれば良いことがわか
る。
ここで、逆起電力係数φは、界磁電流の関数で
ある。しなわち、第３の界磁電流基準演算装置１
７は、φ／Ｄが一定になるようにコイル径Ｄの変
化に応じて界磁電流基準を演算する。
ある。しなわち、第３の界磁電流基準演算装置１
７は、φ／Ｄが一定になるようにコイル径Ｄの変
化に応じて界磁電流基準を演算する。
また、張力電流基準演算装置１３は、(7)式から
得られる下記の(8)式により、張力Ｔに比例した張
力電流基準ITを演算する。
得られる下記の(8)式により、張力Ｔに比例した張
力電流基準ITを演算する。
IT＝K1／K2・K3・Ｔ ……(8)
ここで、K3＝φ／Ｄ
である。
このようにして、リール張力制御が行なわれ
る。
る。
次に、圧延機を加減速する場合を考える。この
とき、巻き取り速度が変化するから、この変化率
に応じて電動機に加減速に要するトルクを発生さ
せて、加減速中においても巻き取り張力が変化し
ないように補償する必要がある。
とき、巻き取り速度が変化するから、この変化率
に応じて電動機に加減速に要するトルクを発生さ
せて、加減速中においても巻き取り張力が変化し
ないように補償する必要がある。
即ち、第４図において電動機軸に換算したリー
ルのはずみ車効果をGD2とすると、加減速トルク
TFは下記の(9)式で計算される。
ルのはずみ車効果をGD2とすると、加減速トルク
TFは下記の(9)式で計算される。
TF＝GD2／４・ｇ・dω／dt ……(9)
ここで、ｇ＝9.8、ωは電動機１０角速度、
ｄ／dtは微分演算子である。
ｄ／dtは微分演算子である。
電動機角速度ωは、
ω＝１／πD・ａ・2π／60・Ｖ＝ａ／30D・Ｖ…
…(10) で表わされ、(10)式を(9)式に代入すると、 TF＝ａ・GD2／120・ｇ・１／Ｄ・dV／dt……(11) が得られる。
…(10) で表わされ、(10)式を(9)式に代入すると、 TF＝ａ・GD2／120・ｇ・１／Ｄ・dV／dt……(11) が得られる。
ここで、リールのはずみ車効果GD2は、コイル
分のはずみ車効果GDc 2と、電動機および機械の
はずみ車効果GDM 2との和で表わされる。
分のはずみ車効果GDc 2と、電動機および機械の
はずみ車効果GDM 2との和で表わされる。
GD2＝GDc 2＋GDM 2 ……(12)
GDM 2は一定値であるが、GDc 2はコイル径によ
り変わる。被圧延材の比重をρ、コイルの占積率
をｓとし、コイルのデイメンシヨンを第５図に示
した記号で表わすと、コイル分のGDc 2は、 GDc 2＝４／a2×∫Ｄ／２ Di／２ρsr2・2πr.w・dr ＝πρsw／8a2（D4−Di 4） ……(13) で表わされる。すなわち、第３図の加減速電流基
準演算装置１４は、コイル径の変化に応じて、(13)
式によりコイル分のはずみ車効果GDc 2を演算し、
(12)式にてリールのはずみ車効果GD2を演算し、(11)
式にて加減速トルクTFを求め、更に、下記の(14)
式にて加減速電流基準IFを演算する。
り変わる。被圧延材の比重をρ、コイルの占積率
をｓとし、コイルのデイメンシヨンを第５図に示
した記号で表わすと、コイル分のGDc 2は、 GDc 2＝４／a2×∫Ｄ／２ Di／２ρsr2・2πr.w・dr ＝πρsw／8a2（D4−Di 4） ……(13) で表わされる。すなわち、第３図の加減速電流基
準演算装置１４は、コイル径の変化に応じて、(13)
式によりコイル分のはずみ車効果GDc 2を演算し、
(12)式にてリールのはずみ車効果GD2を演算し、(11)
式にて加減速トルクTFを求め、更に、下記の(14)
式にて加減速電流基準IFを演算する。
IFｇ・TF／φ ……(14)
(14)式のφは前述の逆起電力係数であり、界磁電
流基準演算装置１７の出力である界磁電流基準の
関数として得られる。また、(11)式の巻き取り速度
Ｖは、速度基準設定器８の出力を用いている。
流基準演算装置１７の出力である界磁電流基準の
関数として得られる。また、(11)式の巻き取り速度
Ｖは、速度基準設定器８の出力を用いている。
このようにして、圧延機が加減速する場合、す
なわち、巻き取り速度が変化する場合における巻
き取り張力の一定化のための補償が行なわれる。
なわち、巻き取り速度が変化する場合における巻
き取り張力の一定化のための補償が行なわれる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上、従来方法によるリール張力制御を説明し
たが、この方法には次のような問題点がある。
たが、この方法には次のような問題点がある。
(1) 加減速時において、圧延機とリール間に位相
差が生じ、特に、加減速開始時および終了時に
応力変動が生じる。
差が生じ、特に、加減速開始時および終了時に
応力変動が生じる。
すなわち、(11)式において、圧延機の速度基準
から求めた巻き取り速度Ｖを微分し、リール４
の加減速トルクを演算しているが、実際の巻き
取り速度の変化率は、圧延機駆動電動機５の速
度制御系の応答遅れ等が影響し、特に、加減速
開始および終了時において一致しない場合が多
い。
から求めた巻き取り速度Ｖを微分し、リール４
の加減速トルクを演算しているが、実際の巻き
取り速度の変化率は、圧延機駆動電動機５の速
度制御系の応答遅れ等が影響し、特に、加減速
開始および終了時において一致しない場合が多
い。
(2) 巻き取り張力基準の変更に対するリールの加
減速補償が行なわれず、張力変動が生じる。
減速補償が行なわれず、張力変動が生じる。
すなわち、第３図において、張力電流基準演
算装置１３の出力である張力電流基準ITは(8)式
で演算される。従つて、巻き取り張力Ｔの変更
による張力電流基準ITの変化量には、巻き取り
張力Ｔの変更に必要なリールの加減速トルク分
は含まれていない。巻き取り張力Ｔを増加する
ためには、リールを増速する必要があり、逆
に、巻き取り張力Ｔを減少するためには、リー
ルを減速する必要がある。従つて、張力電流基
準を変更しても、それに伴うリール４の加減速
が完了するまでは、所定の張力変更量は得られ
ない。
算装置１３の出力である張力電流基準ITは(8)式
で演算される。従つて、巻き取り張力Ｔの変更
による張力電流基準ITの変化量には、巻き取り
張力Ｔの変更に必要なリールの加減速トルク分
は含まれていない。巻き取り張力Ｔを増加する
ためには、リールを増速する必要があり、逆
に、巻き取り張力Ｔを減少するためには、リー
ルを減速する必要がある。従つて、張力電流基
準を変更しても、それに伴うリール４の加減速
が完了するまでは、所定の張力変更量は得られ
ない。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
ので、その目的は、張力制御精度の向上を図るこ
とのできる張力制御方法及び装置を提供すること
にある。
ので、その目的は、張力制御精度の向上を図るこ
とのできる張力制御方法及び装置を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の張力制御方法は、コイル状に巻かれた
鋼板等のシート状材料を張力を印加しながら巻き
戻す巻き戻し機または鋼板等のシート状材料を張
力を印加しながらコイル状に巻き取る巻き取り機
の張力を制御する張力制御方法において、巻き戻
し機または巻き取り機を駆動する電動機の電機子
電流から電動機およびこの電動機によつて駆動さ
れる機械負荷の加減速に必要な加減速トルク電流
成分を除去してシート状材料に印加される巻き戻
し張力または巻き取り張力に相当する張力トルク
電流成分を検出し、この張力トルク電流成分が目
標巻き戻し張力または巻き取り張力に相当する目
標張力電流に一致するように電動機を電流制御す
るものとして構成される。
鋼板等のシート状材料を張力を印加しながら巻き
戻す巻き戻し機または鋼板等のシート状材料を張
力を印加しながらコイル状に巻き取る巻き取り機
の張力を制御する張力制御方法において、巻き戻
し機または巻き取り機を駆動する電動機の電機子
電流から電動機およびこの電動機によつて駆動さ
れる機械負荷の加減速に必要な加減速トルク電流
成分を除去してシート状材料に印加される巻き戻
し張力または巻き取り張力に相当する張力トルク
電流成分を検出し、この張力トルク電流成分が目
標巻き戻し張力または巻き取り張力に相当する目
標張力電流に一致するように電動機を電流制御す
るものとして構成される。
本発明の張力制御装置は、電流制御装置がそれ
に加えられる電流基準値に基づいて電機子電流を
制御し、制御された電機子電流に基づいて電動機
が発生する発生トルクを制御し、その発生トルク
により、コイル状に巻かれた鋼板等のシート状材
料を張力を印加しながら巻き戻す巻き戻し機また
は鋼板等のシート状材料を張力を印加しながらコ
イル状に巻き取る巻き取り機の張力を制御する張
力制御装置において、巻き戻し機または巻き取り
機を駆動する電動機の回転数、電機子電流および
端子電圧並びにコイル状に巻かれたシート状材料
のコイル径から電動機およびこの電動機によつて
駆動される機械負荷の加減速に必要な加減速トル
ク電流成分を演算する加減速電流演算手段と、電
動機の電機子電流から、加減速電流演算手段によ
つて求められた加減速トルク電流成分を除去して
シート状材料に印加される巻き戻し張力または巻
き取り張力に相当する張力トルク電流成分を演算
する張力電流演算手段と、この張力電流演算手段
によつて求められた張力トルク電流成分が目標巻
き戻し張力または巻き取り張力に相当する目標張
力電流に一致するように電流基準値を補正する電
流基準補正手段とを備えたものとして構成され
る。
に加えられる電流基準値に基づいて電機子電流を
制御し、制御された電機子電流に基づいて電動機
が発生する発生トルクを制御し、その発生トルク
により、コイル状に巻かれた鋼板等のシート状材
料を張力を印加しながら巻き戻す巻き戻し機また
は鋼板等のシート状材料を張力を印加しながらコ
イル状に巻き取る巻き取り機の張力を制御する張
力制御装置において、巻き戻し機または巻き取り
機を駆動する電動機の回転数、電機子電流および
端子電圧並びにコイル状に巻かれたシート状材料
のコイル径から電動機およびこの電動機によつて
駆動される機械負荷の加減速に必要な加減速トル
ク電流成分を演算する加減速電流演算手段と、電
動機の電機子電流から、加減速電流演算手段によ
つて求められた加減速トルク電流成分を除去して
シート状材料に印加される巻き戻し張力または巻
き取り張力に相当する張力トルク電流成分を演算
する張力電流演算手段と、この張力電流演算手段
によつて求められた張力トルク電流成分が目標巻
き戻し張力または巻き取り張力に相当する目標張
力電流に一致するように電流基準値を補正する電
流基準補正手段とを備えたものとして構成され
る。
（作用）
本発明の張力制御方法においては、電動機が発
生する発生トルクから、巻き戻し張力または巻き
取り張力に相当する張力トルクが検出される。こ
の張力トルクが、目標巻き戻し張力または目標巻
き取り張力に相当する目標張力トルクに一致する
ように、電動機の発生トルクが制御される。これ
により、当然、巻き戻し機または巻き取り機の張
力が目標値に制御される。
生する発生トルクから、巻き戻し張力または巻き
取り張力に相当する張力トルクが検出される。こ
の張力トルクが、目標巻き戻し張力または目標巻
き取り張力に相当する目標張力トルクに一致する
ように、電動機の発生トルクが制御される。これ
により、当然、巻き戻し機または巻き取り機の張
力が目標値に制御される。
また、本発明の張力制御装置においては、加減
速電流演算手段および張力電流演算手段により、
巻き戻し張力または巻き取り張力に相当する張力
トルク電流成分が演算される。この張力電流演算
手段によつて求められた張力トルク電流成分が目
標巻き戻し張力または巻き取り張力に相当する目
標張力電流に一致するように電流制御装置への電
流基準値が補正される。これにより電動機が発生
するトルクが制御され、巻き戻し機または巻き取
り機の張力が制御される。
速電流演算手段および張力電流演算手段により、
巻き戻し張力または巻き取り張力に相当する張力
トルク電流成分が演算される。この張力電流演算
手段によつて求められた張力トルク電流成分が目
標巻き戻し張力または巻き取り張力に相当する目
標張力電流に一致するように電流制御装置への電
流基準値が補正される。これにより電動機が発生
するトルクが制御され、巻き戻し機または巻き取
り機の張力が制御される。
（実施例）
本発明の実施例を説明するに先立ち、本発明の
原理を説明する。
原理を説明する。
リール駆動電動機の発生トルクτMは下記の(15)式
で表わされる。
で表わされる。
τM＝τT＋τF＋τL＋τB
……(15) ここでτT：巻き取り張力分トルク τF：加減速分トルク τL：ロストルク τB：被圧延材の曲げトルク (15)式においてロストルクτLと曲げトルクτBは、
本発明においては単なる補正項として取り扱うこ
とができ、よつて以下の説明では無視する。この
場合、(15)式から、巻き取り張力分トルクτTは、 τT＝τM−τF ……(16) となる。すなわち、本発明では、圧延機の加減速
時あるいは巻き取り張力基準の変更時も含め、い
かなる圧延状態においても、巻き取り張力分トル
クτTを(16)式で検出し、そのトルクτTを目標値に制
御することにより、巻き取り張力Ｔを目標値に精
度よく制御することができる。
……(15) ここでτT：巻き取り張力分トルク τF：加減速分トルク τL：ロストルク τB：被圧延材の曲げトルク (15)式においてロストルクτLと曲げトルクτBは、
本発明においては単なる補正項として取り扱うこ
とができ、よつて以下の説明では無視する。この
場合、(15)式から、巻き取り張力分トルクτTは、 τT＝τM−τF ……(16) となる。すなわち、本発明では、圧延機の加減速
時あるいは巻き取り張力基準の変更時も含め、い
かなる圧延状態においても、巻き取り張力分トル
クτTを(16)式で検出し、そのトルクτTを目標値に制
御することにより、巻き取り張力Ｔを目標値に精
度よく制御することができる。
その原理を、この原理に基づいて構成した第２
図の張力制御系の一例を参照して詳細に説明す
る。
図の張力制御系の一例を参照して詳細に説明す
る。
第２図において、２０はブロツク２１，２２，
２３，３２を備えた制御装置ブロツク、２４，１
４は加減速電流基準演算装置ブロツク、２５はリ
ール駆動電動機の電流制御装置ブロツク、２６は
リール駆動電動機の電機子回路の伝達関数を表わ
すブロツク、２７，２８はそれぞれトルク係数お
よび逆起電力係数を表わすブロツク、２９はリー
ルのはずみ車効果を表わすブロツクである。
２３，３２を備えた制御装置ブロツク、２４，１
４は加減速電流基準演算装置ブロツク、２５はリ
ール駆動電動機の電流制御装置ブロツク、２６は
リール駆動電動機の電機子回路の伝達関数を表わ
すブロツク、２７，２８はそれぞれトルク係数お
よび逆起電力係数を表わすブロツク、２９はリー
ルのはずみ車効果を表わすブロツクである。
同図において、括弧書きで示した符号は、前述
の第３図及び後述の第１図での符号に対応するこ
とを示すものである。
の第３図及び後述の第１図での符号に対応するこ
とを示すものである。
第２図において、巻き取り張力電流基準ITは電
流制御装置ブロツク２５及び電機子回路伝達関数
２６を介してリール駆動電動機の電機子電流Iaと
なり、その電機子電流Iaはブロツク２７，２９を
介してリール駆動電動機の角速度となる。そのリ
ール駆動電動機の角速度ωは、ブロツク２８を介
して、電機子回路伝達関数２６の前段にフイード
バツクされている。リール駆動電動機の電機子電
流Iaは、電流制御装置ブロツク２５の前段にフイ
ードバツクされている。そのさらに前段において
は、加減速電流基準演算装置ブロツク２４からの
加減速電流基準IFが加え合わせられている。
流制御装置ブロツク２５及び電機子回路伝達関数
２６を介してリール駆動電動機の電機子電流Iaと
なり、その電機子電流Iaはブロツク２７，２９を
介してリール駆動電動機の角速度となる。そのリ
ール駆動電動機の角速度ωは、ブロツク２８を介
して、電機子回路伝達関数２６の前段にフイード
バツクされている。リール駆動電動機の電機子電
流Iaは、電流制御装置ブロツク２５の前段にフイ
ードバツクされている。そのさらに前段において
は、加減速電流基準演算装置ブロツク２４からの
加減速電流基準IFが加え合わせられている。
さらに説明すると、電機子回路伝達関数２６か
ら出力される電機子電流Iaがブロツク２７を通つ
て、トルク係数φと掛け合わせられて電動機発生
トルクτMとなる。一方、電動機の負荷として張力
トルクτTがある。電動機発生トルクτMと張力トル
クτTとの差から実際の加減速トルクτFが求められ
る。この加減速トルクτFによつてリール駆動電動
機が加減速する。次段のブロツク２９のＪは、リ
ール駆動電動機軸に換算した慣性能率であり、下
記の(17)式で表わされる。
ら出力される電機子電流Iaがブロツク２７を通つ
て、トルク係数φと掛け合わせられて電動機発生
トルクτMとなる。一方、電動機の負荷として張力
トルクτTがある。電動機発生トルクτMと張力トル
クτTとの差から実際の加減速トルクτFが求められ
る。この加減速トルクτFによつてリール駆動電動
機が加減速する。次段のブロツク２９のＪは、リ
ール駆動電動機軸に換算した慣性能率であり、下
記の(17)式で表わされる。
Ｊ＝１／４（GDc 2＋GDM 2） ……(17)
また、ブロツク２９のｓはラプラス演算子であ
り、ブロツク２９から出力されるωはリール駆動
電動機の角速度である。
り、ブロツク２９から出力されるωはリール駆動
電動機の角速度である。
このようにして得られた電機子電流Ia及びリー
ル駆動電動機の角速度ωは、ブロツク２０に加え
られる。このブロツク２０の機能は２つある。そ
の１つは、実際の巻き取り張力電流IACT Tの検出で
ある。他の１つは、電流基準補正量の演算であ
る。
ル駆動電動機の角速度ωは、ブロツク２０に加え
られる。このブロツク２０の機能は２つある。そ
の１つは、実際の巻き取り張力電流IACT Tの検出で
ある。他の１つは、電流基準補正量の演算であ
る。
先ず、第１の機能について説明する。いま、(16)
式の両辺をトルク係数φで除すと、左辺は巻き取
り張力電流となり、これをIACT Tとすると、下記の
(18)式で表わされる。
式の両辺をトルク係数φで除すと、左辺は巻き取
り張力電流となり、これをIACT Tとすると、下記の
(18)式で表わされる。
IACT T＝Ia−１／φ・τF
＝Ia−１／φ・Ｊ・dω／dt ……(18)
すなわち、ブロツク２０にリール駆動電動機の
角速度ωと電機子電流Iaを入力し、ブロツク２１
にて、前記角速度ωを微分すると共に、慣性能率
の予備値J*との積を演算することにより、加減速
トルクが求められる。この加減速トルクを、ブロ
ツク２２にてトルク係数予測値φ*で除すことに
より、加減速電流が演算される。次に、前記電機
子電流Iaから前記加減速電流を差し引くことによ
り、実際の巻き取り張力電流IACT Tが検出される。
角速度ωと電機子電流Iaを入力し、ブロツク２１
にて、前記角速度ωを微分すると共に、慣性能率
の予備値J*との積を演算することにより、加減速
トルクが求められる。この加減速トルクを、ブロ
ツク２２にてトルク係数予測値φ*で除すことに
より、加減速電流が演算される。次に、前記電機
子電流Iaから前記加減速電流を差し引くことによ
り、実際の巻き取り張力電流IACT Tが検出される。
次に、ブロツク２０の他の機能について説明す
る。すなわち、巻き取り張力電流基準ITと前記検
出された巻き取り張力電流IACT Tとの差を演算し、
ブロツク２３にて、この差が零となる電流基準補
正量を演算し、巻き取り張力電流基準ITに加算す
る。
る。すなわち、巻き取り張力電流基準ITと前記検
出された巻き取り張力電流IACT Tとの差を演算し、
ブロツク２３にて、この差が零となる電流基準補
正量を演算し、巻き取り張力電流基準ITに加算す
る。
この第２図においては、前記ブロツク２３とし
ては、比例−積分制御回路を採用している。
ては、比例−積分制御回路を採用している。
前記ブロツク２１のJ*は(17)式を用いることによ
り予測できる。また、ブロツク２２のφ*はリー
ル駆動電動機の界磁電流の関数として求めること
ができる。さらに、電動機の端子電圧Ｅ、電機子
電流Iaおよび角速度ωの実績値を、下記の(19)式に
代入してφ*を求めることができる。
り予測できる。また、ブロツク２２のφ*はリー
ル駆動電動機の界磁電流の関数として求めること
ができる。さらに、電動機の端子電圧Ｅ、電機子
電流Iaおよび角速度ωの実績値を、下記の(19)式に
代入してφ*を求めることができる。
φ*＝Ｅ−Ia・Ｒ−ＬdIa／dt／ω ……(19)
Ｒ：電機子回路抵抗
Ｌ：電機子回路リアクタンス
第１図は、本発明の張力制御装置の一実施例を
示す。
示す。
この第１図において、符号１〜１７を付した部
分及びそれらの動作は、第３図を参照して前述し
たものと同一であるので、ここでは説明を省略す
る。
分及びそれらの動作は、第３図を参照して前述し
たものと同一であるので、ここでは説明を省略す
る。
同図において、その他の部分を説明するに、３
０はリール駆動電動機１０に取り付けられた回転
速度検出器であり、電動機１０の角速度ωを検出
し、張力電流検出装置３１に送る。この張力電流
検出装置３１には、電流検出器１２により検出さ
れた電機子電流Iaも入力されており、これらの角
速度ω及び電機子電流Ia等に基づいて(18)式を演算
することにより、巻き取り張力電流の実績値IACT T
を出力する。張力電流基準演算装置１３の出力で
ある張力電流基準ITと、前記巻き取り張力電流の
実績値IACT Tとの差が、電流基準補正量演算装置３
２に入力され、この電流基準補正量演算装置３２
が、張力電流基準ITと巻き取り張力電流の実績値
IACT Tとが等しくなるようにリール駆動電動機電流
制御装置１１の電流基準IRを修正する。
０はリール駆動電動機１０に取り付けられた回転
速度検出器であり、電動機１０の角速度ωを検出
し、張力電流検出装置３１に送る。この張力電流
検出装置３１には、電流検出器１２により検出さ
れた電機子電流Iaも入力されており、これらの角
速度ω及び電機子電流Ia等に基づいて(18)式を演算
することにより、巻き取り張力電流の実績値IACT T
を出力する。張力電流基準演算装置１３の出力で
ある張力電流基準ITと、前記巻き取り張力電流の
実績値IACT Tとの差が、電流基準補正量演算装置３
２に入力され、この電流基準補正量演算装置３２
が、張力電流基準ITと巻き取り張力電流の実績値
IACT Tとが等しくなるようにリール駆動電動機電流
制御装置１１の電流基準IRを修正する。
これにより、例えば、加減速電流基準IFの誤差
などによる巻き取り張力の変動をなくすことがで
きる。
などによる巻き取り張力の変動をなくすことがで
きる。
また、張力電流基準ITの変更に対する加減速ト
ルク分の電流基準の補償も、本発明の張力制御装
置により行なうことができ、巻き取り張力を速や
かに変更することができる。
ルク分の電流基準の補償も、本発明の張力制御装
置により行なうことができ、巻き取り張力を速や
かに変更することができる。
以上の説明は全て巻き取り機を対象として行な
つたが、以上の考え方に基づいて巻き戻し機の張
力を制御できると共に、その装置を構成できるの
は当然である。
つたが、以上の考え方に基づいて巻き戻し機の張
力を制御できると共に、その装置を構成できるの
は当然である。
本発明の張力制御方法によれば、電動機の発生
する発生トルクを張力トルクに換算し、目標とす
る張力を張力トルクに換算し、それらが一致する
ように電動機の発生トルクを制御するようにした
ので、巻き戻し張力あるいは巻き取り張力を高精
度で制御でき、圧延操業の安定性の向上と板厚制
御精度の向上を図ることができる。
する発生トルクを張力トルクに換算し、目標とす
る張力を張力トルクに換算し、それらが一致する
ように電動機の発生トルクを制御するようにした
ので、巻き戻し張力あるいは巻き取り張力を高精
度で制御でき、圧延操業の安定性の向上と板厚制
御精度の向上を図ることができる。
また、本発明の張力制御装置によれば、電動機
の電機子電流を制御する電流制御装置に加える電
流基準として、目標張力電流と実際の張力電流と
が一致するようにして求めた補正量によつてその
目標張力電流を補正したものを用いたので、巻き
戻し張力あるいは巻き取り張力を高精度に制御す
ることができる。
の電機子電流を制御する電流制御装置に加える電
流基準として、目標張力電流と実際の張力電流と
が一致するようにして求めた補正量によつてその
目標張力電流を補正したものを用いたので、巻き
戻し張力あるいは巻き取り張力を高精度に制御す
ることができる。
第１図は本発明の張力制御方法を実施する本発
明の張力制御装置の一実施例を示す全体構成図、
第２図は本発明の原理をより具体化した制御系の
ブロツク図、第３図は従来の張力制御方法を実施
する従来の張力制御装置の全体構成図、第４図お
よび第５図は従来の張力制御方法を説明するため
のリール部分およびコイル部分の説明図である。 ８……速度基準設定器、１０……電動機、１１
……電流制御装置、１２……電流検出器、１３…
…張力電流基準演算装置、１４……加減速電流基
準演算装置、１７……界磁電流基準演算装置、３
０……回転速度検出器、３１……張力電流検出装
置、３２……電流基準補正量演算装置。
明の張力制御装置の一実施例を示す全体構成図、
第２図は本発明の原理をより具体化した制御系の
ブロツク図、第３図は従来の張力制御方法を実施
する従来の張力制御装置の全体構成図、第４図お
よび第５図は従来の張力制御方法を説明するため
のリール部分およびコイル部分の説明図である。 ８……速度基準設定器、１０……電動機、１１
……電流制御装置、１２……電流検出器、１３…
…張力電流基準演算装置、１４……加減速電流基
準演算装置、１７……界磁電流基準演算装置、３
０……回転速度検出器、３１……張力電流検出装
置、３２……電流基準補正量演算装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コイル状に巻かれた鋼板等のシート状材料を
張力を印加しながら巻き戻す巻き戻し機または鋼
板等のシート状材料を張力を印加しながらコイル
状に巻き取る巻き取り機の張力を制御する張力制
御方法において、 前記巻き戻し機または巻き取り機を駆動する電
動機の電機子電流から電動機およびこの電動機に
よつて駆動される機械負荷の加減速に必要な加減
速トルク電流成分を除去して前記シート状材料に
印加される巻き戻し張力または巻き取り張力に相
当する張力トルク電流成分を検出し、 この張力トルク電流成分が目標巻き戻し張力ま
たは巻き取り張力に相当する目標張力電流に一致
するように前記電動機を電流制御することを特徴
とする巻き戻し機または巻き取り機の張力制御方
法。 ２ 電流制御装置がそれに加えられる電流基準値
に基づいて電機子電流を制御し、制御された電機
子電流に基づいて電動機が発生する発生トルクを
制御し、その発生トルクにより、コイル状に巻か
れた鋼板等のシート状材料を張力を印加しながら
巻き戻す巻き戻し機または鋼板等のシート状材料
を張力を印加しながらコイル状に巻き取る巻き取
り機の張力を制御する張力制御装置において、 前記電動機の回転数、電機子電流および端子電
圧並びにコイル状に巻かれた前記シート状材料の
コイル径から電動機およびこの電動機によつて駆
動される機械負荷の加減速に必要な加減速トルク
電流成分を演算する加減速電流演算手段と、 前記電動機の電機子電流から、前記加減速電流
演算手段によつて求められた加減速トルク電流成
分を除去して前記シート状材料に印加される巻き
戻し張力または巻き取り張力に相当する張力トル
ク電流成分を演算する張力電流演算手段と、 この張力電流演算手段によつて求められた張力
トルク電流成分が目標巻き戻し張力または巻き取
り張力に相当する目標張力電流に一致するように
前記電流基準値を補正する電流基準補正手段と を備えたことを特徴とするシート状材料の巻き戻
し機または巻き取り機の張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29850286A JPS63154593A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | シ−ト状材料の巻き戻し機または巻き取り機の張力制御方法および張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29850286A JPS63154593A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | シ−ト状材料の巻き戻し機または巻き取り機の張力制御方法および張力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154593A JPS63154593A (ja) | 1988-06-27 |
| JPH0565419B2 true JPH0565419B2 (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=17860542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29850286A Granted JPS63154593A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | シ−ト状材料の巻き戻し機または巻き取り機の張力制御方法および張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63154593A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5365463B2 (ja) | 2009-10-14 | 2013-12-11 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置 |
| CN112893482B (zh) * | 2021-01-18 | 2023-04-14 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | 高强钢卷取张力控制方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5859150A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-08 | Meisan Kk | アンリ−ルスタンドのブレ−キ装置 |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP29850286A patent/JPS63154593A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5859150A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-08 | Meisan Kk | アンリ−ルスタンドのブレ−キ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63154593A (ja) | 1988-06-27 |
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