JPH0725529A

JPH0725529A - 張力制御装置

Info

Publication number: JPH0725529A
Application number: JP19433893A
Authority: JP
Inventors: Yuuji Mitsumune; 雄二光宗; Yusuke Tabata; 勇輔田畑
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】テンションメータを使用しないで、ラインの
速度制御が簡単かつ安定に行える張力制御装置を提供す
る。【構成】目標となるモータの電流基準３と実電流フィ
ードバック１４との偏差１５を計算し、この偏差１５が
デッドバンド１６範囲内にあるか否かを判断し、デッド
バンド１６範囲外と判断すると、プラス又はマイナスの
極性を有する一定量１７を加算して、速度補正を偏差値
カウンター１９により積算し、この積算補正量をライン
の速度基準６にフィードバックさせてモータ５を駆動さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄鋼及び紙パルプ分
野等に使用されるロール駆動機構の張力制御に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図４はロール駆動装置の張力制御をモー
タ電流制御により実現した方法を示すブロック図であ
る。図において、１は張力制御系において目標となる張
力基準、２は張力基準１を電流基準３に変換するための
張力−電流変換器、４は上記電流基準３に基づいてモー
タ５を駆動制御する電流制御装置である。図５は張力制
御をモータ速度制御により実現した方法を示すブロック
図であり、特にテンションメータにより張力フィードバ
ックを行っている。図において、６はロール駆動装置の
目標として設定されるラインの速度基準、７はテンショ
ンメータ(ＴＭ)によりラインの実張力を検出してフィー
ドバックする張力フィードバック、８は張力基準１と張
力フィードバック７との偏差を速度に補正する張力偏差
−速度補正変換器、９はラインの速度基準６に上記張力
偏差−速度補正変換器８にて算出された補正速度を加え
て計算したモータ速度基準、１０はモータ５の速度制御
装置である。

【０００３】次に、上記従来装置の動作について説明す
る。図４に示したモータ電流制御方式では、張力制御系
の目標値である張力基準１を設定した後、この張力基準
１を張力−電流変換器２によってモータ電流基準３に変
換し、電流制御装置４へ出力する。そして、電流制御装
置４はモータ５に付与する電流がモータの電流基準３と
なるように制御する。また、図５のテンションメータを
利用して張力フィードバックを行うモータ速度制御方式
では、張力基準１とテンションメータにより検出した張
力フィードバック７の偏差を、張力偏差−速度補正変換
器８を通してライン速度基準６に加算し、モータ速度基
準９とする。そして、速度制御装置１０はモータ速度基
準９となるようにモータの回転数を制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の張力制御装置は
以上のように構成されており、それぞれ図４及び図５の
制御系において下記に述べる問題点があった。まず、図
４に示すモータ電流制御系においては、外部等からライ
ンに対して張力外乱が発生しても、これら外乱をカット
できないという問題点がある。また、図５に示すモータ
速度制御系においては、テンションメータ(ＴＭ)をライ
ンに設置して目標張力と実張力を比較し、補正をかけな
ければならず、制御系が複雑、高価になるという煩わし
さがある。併せて、駆動系の制御ゲイン・速度変動率の
設定により張力への影響度に差が生じてくる問題があ
る。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、テンションメータ等を設置
しなくても良く、しかもラインの速度制御が簡単でかつ
動作に安定性を有する張力制御装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る張力制御
装置は、まず張力を制御しようとするラインの基本制御
系を速度制御としておき、目標となる張力基準にしたが
って駆動系に与える電流目標値(電流基準)を決める。そ
して、電流基準と実電流フィードバックの偏差を見て上
記基本駆動系の速度基準に補正を加える。この補正の加
え方として次のような工夫をしている。即ち、上記偏差
がデッドバンド内にあるか否かを判断し、デッドバンド
範囲外と判断するとシーケンサーのサンプリング周期毎
にプラス又はマイナスの極性を有する一定量(一定速度)
を加算して行き、カウンターにより積算補正量を求め、
その積算補正量を基本駆動系(速度制御系)にフィードバ
ックするものである。なお、ラインの基本制御系として
は、電流制御方式、電圧制御方式でも構わないし、ま
た、電流基準と実電流フィードバックの偏差を検出する
代りに、速度基準と実速度フィードバックとの偏差、又
は電圧基準と実電圧フィードバックの偏差を検出してデ
ッドバンドと比較しても良い。

【０００７】

【作用】この発明における張力制御装置を採用すること
により、テンションメータ等により実張力をフィードバ
ックできないプラントにおいて、ラインの基本制御系で
ある速度制御(電流制御、電圧制御)に一切影響を与えな
いで、安定かつ緩やかな張力補正制御ができる。また、
設備が複雑かつ高価なテンションメータを設置する必要
もなくなる。

【０００８】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例に係る張力制御の
動作を説明するためのブロック図、図２は本発明が適用
される張力制御装置の一構成例を示す概略図である。ま
ず、図２によりこの発明の張力制御が適用される装置例
について説明する。１１はロール駆動ラインの各セクシ
ョン間に設けられたルーパーと呼ばれるもので、片方の
セクションが停止した場合に、キャリッジ１１ａが上下
動して鉄板、パルプ等(以下、被ロール部材１００と呼
ぶ)の長さ(送り)を調節し、もう一方のセクションにお
いて連続してロール運転することを可能にするものであ
る。１２は＃５ブライドルロールと呼ばれ、当該セクシ
ョンの基本回転数を決定する装置であり、ロール１２ａ
のうち少なくとも一つにモータが設けられ(一般的には
ロール１２ａ全てにモータが設けられている)、このモ
ータを速度制御により駆動させている。また、１３は＃
６ブライドルロールと呼ばれ、板、パルプ等の被ロール
部材１００のたわみを取るためのもので、電流制御系で
駆動されている。今、ルーパー１１の前のセクションが
停止した場合を考えると、ルーパー１１以降のセクショ
ンを連続して運転するために、ルーパー１１内において
被ロール部材１００の長さを調節するようにキャリッジ
１１ａが上下動する。この時、キャリッジ１１ａの引張
り等により被ロール部材１００のＢ部に張力の変動が起
こり、同じくＡ部の張力も変動しようとする。この張力
変動を最小限に抑えるように当発明が＃５ブライドルロ
ール１２の速度制御に使用される。

【０００９】次に図１により、本発明を、図２の張力制
御装置、特に＃５ブライドルロールの速度制御系に適用
する例について説明する。まず、ラインの張力基準を基
にして駆動系の目標値となる＃５ブライドルロールのモ
ータの電流基準１を算出する。その一方で、＃５ブライ
ドルロール駆動モータの実電流フィードバック１４を検
出して、上記電流基準１と実電流フィードバック１４の
偏差１５を計算する。次に、ステップ２０及びステップ
２１において、上記偏差１５とデッドハンド(不感帯)１
６の上限値、下限値と比較して偏差の極性を判別する。
例えば、ステップ２０に示すように、偏差１５がデッド
バンド１６を超えると、偏差の極性はプラスとなり、シ
ーケンサのサンプリング周期毎に加える一定量(一定速
度値)１７のプラス側を使用する。また、ステップ２１
に示すように、偏差１５がデッドバンド１６を下回る
と、偏差の極性はマイナスとなり一定量(一定速度値)１
７のマイナス側を使用する。なお、不感帯であるデッド
バンド１６及び一定量(一定速度)１７の値は、ラインの
状態、モータの特性等を考慮して前もって或いはその都
度中央制御装置等により設定される。そして、上記一定
量(一定速度)１７をリミッタ１８により制限(上限値及
び下限値)を付けて偏差値カウンター１９に加算して行
く。そして、この加算された値が補正量となり、ライン
の基準制御系としての速度基準６にフィードバックさ
れ、モータの速度基準９を算出し、速度制御装置１０を
通してモータ５を駆動制御するのである。なお、偏差値
カウンター１９はライン停止にてリセットすれば良い。
また、リミッタ値の幅を小さくすることにより検出器が
誤動作しても大きな制御誤差は生じないようにすること
ができる。

【００１０】実施例２．図３はこの発明が適用される実
施例２に係る張力制御装置を示す構成図である。図にお
いて、２２は被ロール部材１００のスリップを抑えるた
めに設けられた＃３ブライドルロールと呼ばれる装置
で、テンションメーター２３からの張力フィードバック
を利用して電流制御により運転されている。２４はヘル
パーロール群と言って、１つのコンバーターでたくさん
のインバーターを有し交流モータによりロール駆動をし
ているものであり、小容量のモーターが数多く使用され
ている。２５は＃４ブライドルロールと呼ばれ、当該セ
クションの速度を決定するマスターロールである。な
お、上記ヘルパーロール群２４及び＃４ブライドルロー
ル２５は速度制御により運転されている。ここで、＃４
ブライドルロール２５の入側のＣ部分での張力２６が速
度に応じて変化するという現象が出た。それは高速にお
いては適度な張りがあるが、低速になると弛み気味にな
るというものであった。ヘルパーロール群２４の台数が
多く、しかも一般的にＶＦ制御のＶＶＶＦ制御で駆動さ
れているため、低速域での制御精度が悪く、＃３ブライ
ドルロール２２においてテンションメータによる張力制
御を行っても、＃４ブライドルロール２５までその張力
制御がキープできない問題がある。そこで上記問題点を
解決するために、＃４ブライドルロール２５の前の張力
２６を安定させる目的で、ヘルパーロール群２４及び＃
４ブライドルロール２５のコンバーター電源の電流値を
シーケンサに取り組み、図１で説明したようにモータ電
流基準１と実電流フィードバック１４の偏差１５を算出
し、この偏差１５とデッドバンド１６を比較して、偏差
１５がデッドバンド１６を上回るか下回るかによってプ
ラス又はマイナスの一定補正量(速度)１７を加え、偏差
値カウンター１９により積算して、この積算補正量を基
準制御系であるヘルパーロール群２４又は＃４ブライド
ルロールの速度基準６にフィードバックしてモータの速
度を制御する。

【００１１】その他の実施例．図１に示す張力制御方式
では、モータの基本駆動制御系として速度制御を採用し
たものを示したが、基本制御系として電流制御方式又は
電圧制御方式であっても良く、電流制御の場合は、一定
量１７は電流値となり積算された電流補正値をラインの
電流基準にフィードバックしてモータの電流基準を算出
し電流制御装置によりモータを駆動することになる。ま
た、電圧制御のばあいは一定量１７は電圧値となりライ
ンの電圧基準にフィードバックされることになる。また
上記実施例では、駆動モータの電流基準３と実電流フィ
ードバック１４の偏差１５を基にデッドバンド１６と比
較して補正量を積算しているが、速度基準と実速度フィ
ードバックの偏差、あるいは電圧基準と実電圧フィード
バックの偏差を基にして補正量を積算しても構わない。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、この発明によればテンシ
ョンメータ等の実張力をフィードバックする機構を設置
しなくてもラインの張力制御ができるので、設備のメン
テナンス及びコストが安価となり、構造上簡素化され
る。また、一定量を積算カウントして行くので、ライン
の張力制御の補正が緩やかとなり、かつ不安定にならな
く、応答性は悪いが急変するような外乱は無視してくれ
る効果がある。更に、本来の基本制御である速度制御
(電流制御、電圧制御)には一切影響を与えなく、他の補
正制御と併用しても悪い干渉が出ない効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る張力制御の動作を説
明するブロック図である。

【図２】この発明が適用される張力制御装置の一構成例
を示す概略図である。

【図３】この発明が適用される張力制御装置の他の構成
例を示す概略図である。

【図４】従来の電流制御方式によるロール駆動機構のブ
ロック図を示す。

【図５】従来の速度制御方式によるロール駆動機構のブ
ロック図を示す。

【符号の説明】

３電流基準５モータ６ラインの速度基準９モータ速度基準１０速度制御装置１１ルーパー１２＃５ブライドルロール１３＃６ブライドルロール１４実電流フィードバック１５偏差１６デッドバンド１７一定量１８リミッタ１９偏差値カウンター２２＃３ブライドルロール２４ヘルパーロール群２５＃４ブライドルロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被ロール部材をモータ駆動のロールによ
りライン移送するロール駆動機構において、目標となる
モータの電流基準、電圧基準、又は速度基準と、モータ
の実電流、実電圧、又は実速度フィードバック値との偏
差を計算する手段と、上記偏差がデッドバンド内にある
か否かを判断し、デッドバンド範囲外と判断するとプラ
ス又はマイナスの極性を有する一定量を加算して行き、
速度、電流又は電圧の積算補正量を求める手段を設け、
上記積算補正量を、ラインの基本制御系となる速度基
準、電流基準、又は電圧基準にフィードバックさせてモ
ータを駆動することを特徴とする張力制御装置。