JPH0979926A - 張力検出装置 - Google Patents

張力検出装置

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JPH0979926A
JPH0979926A JP23744595A JP23744595A JPH0979926A JP H0979926 A JPH0979926 A JP H0979926A JP 23744595 A JP23744595 A JP 23744595A JP 23744595 A JP23744595 A JP 23744595A JP H0979926 A JPH0979926 A JP H0979926A
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JP
Japan
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tension
roll
timing
rotation
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP23744595A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiomi Yazawa
敏臣 矢沢
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 張力検出器が取り付けられているロールの脈
動による張力検出値の変動を除去して正確な張力検出が
できるようにする。 【解決手段】 抄紙機プラントにおいて、張力検出器が
取り付けられているロールに対する回転速度基準に基づ
いてそのロールの1回転時間を演算部13において算出
し、さらに1/8回転角毎のタイミングを算定部14にお
いて算定し、一定周期でスキャンして記憶部15に格納さ
れている張力検出信号データからこの1/8回転タイミ
ング毎のデータをサンプリング部16によって読み出し、
平均処理部17において平均処理を行い、最終張力検出値
Sout を得る。これにより、ロールの偏心に起因する脈
動成分と、張力検出器がユニバーサルジョイントにて接
続されているような場合で機械的な遊びがある場合に発
生する脈動成分とを共に有効に除去して、厳密な最終張
力検出値を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は抄紙機プラントにお
ける紙の張力検出を行う張力検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】抄紙機設備、ワインダー設備、スーパー
カレンダー設備などの抄紙機プラントではそこを流れる
紙の張力を厳密に制御する必要があり、ロールに取り付
けられた張力検出器によって紙の張力を監視している。
しかしながら、ロールに取り付けられた張力検出器によ
って紙の張力を検出する場合、張力検出信号にロールの
芯ずれ、ロールと張力検出器との取り付け手段の遊びな
どが原因となって回転脈動成分が現れる。
【0003】そこで従来からこのような回転脈動成分の
影響を抑制するために図6に示すように、張力検出器か
らプログラマブルコントローラ1に入力される張力検出
信号Sinを一定周期、たとえば100msec周期でスキャ
ンしてレジスタ群2に格納し、最新の10個の検出デー
タについて平均処理部3で加算平均処理することによ
り、最終張力検出値Sout を取り出すようにした張力検
出装置が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の張力検出装置では、プログラマブルコントローラ
1のスキャン時間とロールの脈動周波数との差の周波数
で変動が発生し、厳密な張力検出値が得られない問題点
があった。たとえば、スキャン時間が100msec(周波
数に換算して10Hzであり)、ロールの脈動周波数が1
0.1Hzである場合、10.1−10=0.1Hzの変動
がなお、張力検出値に現れていたのである。
【0005】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、脈動成分の現れない最終張力検出値を
得ることができる張力検出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】請求項1の発明の張力検
出装置は、ロールに取り付けられ、紙の張力を検出する
張力検出器と、前記張力検出器からの張力検出信号を所
定周期ごとに入力する張力検出信号入力部と、前記張力
検出信号入力部から入力される張力データを逐次保存す
る記憶部と、前記ロールの回転速度基準に基づいてロー
ル1回転時間を算出する1回転時間演算部と、前記1回
転時間演算部が算出する1回転時間に対してその1/8
回転毎のタイミングを算定する1/8タイミング算定部
と、前記記憶部から前記1/8タイミング算定部が算定
する1/8タイミング毎の張力検出信号データを読み出
し、平均処理を行う平均処理部とを備えたものである。
【0007】この請求項1の発明の張力検出装置では、
張力検出器が取り付けられているロールに対する回転速
度基準に基づいてそのロールの1回転時間を算出し、さ
らに1/8回転角毎のタイミングを算定し、一定周期で
スキャンして記憶部に格納されている張力検出信号デー
タからこの1/8回転タイミング毎のデータを読み出し
て平均処理を行い、最終張力検出値を得る。これによ
り、ロールの偏心に起因する脈動成分(1/2回転ずつ
の成分間で相殺することができる)と、張力検出器がユ
ニバーサルジョイントにて接続されているような場合で
機械的な遊びがある場合に発生する脈動成分(1/4回
転ずつの成分間で相殺することができる)とを1/8平
均化処理によって除去し、厳密な最終張力検出値を得
る。
【0008】
【発明の実施の形態】まず本発明の原理について説明す
ると、回転するロールに取り付けられた張力検出器によ
って紙の張力を検出する場合、ロールそのものに偏心や
芯ずれがあれば、それに起因して図1(a), (b)に
示すように1回転の時間Tが1周期となる変動が発生す
る。この変動を相殺するには、1周期を2等分した点、
つまりa, b点の張力検出信号TNa,TN bを平均すると
よい。また張力検出器がロールに対してユニバーサルジ
ョイントによって接続されていると取付遊びなどによっ
てロール1回転の時間Tのうちに2周期の変動が発生す
るが、この変動を除去するには1回転時間Tを4等分し
た点(各1周期毎に2等分した点)、つまりc,d, e,
f点の張力検出信号TNc,TN d,TN e,TN fを平均す
るとよい。従って、ロールの偏心や芯ずれ、張力検出器
の取り付け機構の機械的な遊びなどを考慮すると、ロー
ル1回転のうちに2×4=8回の張力検出を行い、その
平均値を最終張力検出値とすることが必要となる。
【0009】そこで本発明では、ロール回転基準信号を
取り込み、1回転に要する時間Tを算出し、さらに1/
8回転角毎のタイミングを算定し、そのタイミング毎の
張力検出データを平均化することによって最終張力検出
値を求めることにより、ロールの回転脈動による影響を
なくした厳密な張力検出値を得られるようにする。すな
わち、図2(a), (b)に示すように、ロール回転速
度基準が遅い場合と速い場合それぞれで、1回転時間が
T,T´であるとすると、この1回転時間T,T´それ
ぞれに対して1/8回転角ずつ進んだタイミングt1,t2,
…,t8 ;t1',t2',…,t8'それぞれでの張力検出データTN
1,TN2,…,TN8;TN1',TN2',…,TN8' それぞれを加算して
1/8することにより平均処理して最終張力検出値Sou
t を出力するのである。
【0010】次に、以上の原理を実現する張力検出装置
の構成を図3及び図4に基づいて説明する。この張力検
出装置の機能的な構成について説明すると、図3に示す
ように、ロール駆動部(図示せず)に与えられる速度基
準Vrを入力する速度基準入力部11と、ロール径、ス
キャン周期などの諸変数が設定登録されている諸変数設
定部12と、速度基準入力部11から入力される速度基
準Vrが変化した時にロールの1回転時間を再計算する
1回転時間演算部13と、この1回転時間演算部13が
算出した1回転時間に基づいてロールの1/8回転角ご
とのタイミングを算定する1/8タイミング算定部14
と、ロールに取り付けられ、紙の張力を検出する張力検
出器(図示せず)からの張力検出信号Sinを一定周期
(スキャン周期)で入力して保存するデータ記憶部15
と、このデータ記憶部15に保存されているデータに対
して1/8タイミング算定部14が算定した1/8回転
タイミング毎の張力検出データ8つを取り出すサンプリ
ング部16と、サンプリング部16が取り出した8つの
張力検出データの平均演算を行い、最終張力検出値を算
出する平均処理部17と、この平均処理部17が得た最
終張力検出値をSoutとして出力する出力部18から構
成されている。
【0011】次に、上記構成の張力検出装置の動作につ
いて説明する。張力検出データ記憶部15には張力検出
器の張力検出信号データが一定周期で入力されて逐次保
存されている。1回転時間演算部13は速度基準入力部
11から速度基準Vrが与えられると、諸変数設定部1
2に登録されている諸変数と速度基準Vrとからロール
の1回転に要する時間Tを算出する(図4のフローチャ
ートにおけるステップS1,S2)。
【0012】この1回転時間Tの算出式は次による。ロ
ール径D、速度基準Vrとすると、ロールの周長はπD
であるので、πD/Vr=Tとなる。
【0013】次に1/8タイミング算定部14で1/8
回転角ごとのタイミングを算定するが、これは、1回転
時間演算部13で得た1回転時間Tを8等分し、サンプ
リングを開始するあるタイミングT0から始めて、T
0,T0+(1/8)T,T0+(2/8)T,…,T
0+(7/8)Tの各1/8回転タイミングの同期信号
を出力する(ステップS3)。
【0014】サンプリング部16は1/8タイミング算
定部14が与える各サンプリングタイミングT0,T0
+(1/8)T,T0+(2/8)T,…,T0+(7
/8)Tに対応する張力検出データを張力検出データ記
憶部15から読み出してきて平均処理部17に与える
(ステップS4)。
【0015】平均処理部17はサンプリング部16から
与えられる合計8つの張力検出データを加算した後、1
/8することによって平均を求め、これを最終張力検出
値Sout として出力部18に与え、出力部18から出力
して記憶し、また適当な表示手段に表示し、必要に応じ
てプリントアウトすることになる(ステップS5,S
6)。
【0016】以上のステップS1〜S6の張力検出処理
手順は、1回転時間演算部13が行う演算周期ごとに繰
り返し実行されることになる。
【0017】この張力検出装置によれば、図2(a),
(b)に示したように、ロール回転速度基準Vrが遅い
場合と速い場合それぞれで、1回転時間がT,T´であ
るとすると、この1回転時間T,T´それぞれに対して
1/8回転角ずつ進んだタイミングt1,t2,…,t8 ;t1',
t2',…,t8'それぞれでの張力検出データTN1,TN2,…,TN
8;TN1',TN2',…,TN8' それぞれを加算して1/8する
ことにより平均処理して最終張力検出値Sout を出力す
ることができる。
【0018】上記の構成の張力検出装置は、図5に示す
ようなプログラマブルコントローラによって実現される
もので、次にそのハードウェア構成について説明する。
プログラマブルコントローラ21内に張力検出信号Sin
をスキャンタイム20msecごとに入力して格納する64
個のレジスタ群22が備えられ、また外部から与えられ
るロールの回転速度基準Vrを入力して1回転時間Tを
算出し、また1/8回転タイミングを算定し、ある計測
開始タイミングT0から始めて、T0,T0+(1/
8)T,T0+(2/8)T,…,T0+(7/8)T
の各1/8回転タイミングの同期信号を出力するタイミ
ング演算部23と、これらの各1/8回転タイミング毎
の張力検出データを格納する8つの1/8タイミングデ
ータレジスタ群24と、1/8タイミングデータレジス
タ群24が格納するデータを加算する加算器群25と、
加算器群25による加算データを1/8することによっ
て平均し、最終張力検出値Sout として出力する平均処
理部26から構成されている。
【0019】このようなプログラマブルコントローラ2
1の動作は、次の通りである。張力入力信号Sinが一定
周期、たとえば、20msecのスキャンタイミングごとに
入力され、64個分のデータをRS1 〜RS64のレジスタ群
22に順繰りにストアして行き、64個分のデータが満
杯になれば、RS64のレジスタから先にストアした分を順
繰りに押出し、新たなデータをRS1 に順次ストアしてい
く。
【0020】タイミング演算部23は、外部から速度基
準Vrを入力し、これに対してあらかじめ設定されてい
るロール径Dのデータを用いて上記の式πD/Vr=T
によってロール1回転にかかる時間Tを算出し、さらに
8等分することによって1/8回転毎のタイミングを算
出し、一連の8つのタイミングを算定する。つまり、任
意の時刻T0から始めて、T0,T0+(1/8)T,
T0+(2/8)T,…,T0+(7/8)Tの各1/
8回転ずつ8つのタイミングを設定し、レジスタ群22
の中からこれらの8つのタイミング信号それぞれに対応
するタイミング、あるいはその近くのタイミングに入力
された張力入力データを保存するレジスタアドレスを設
定する。
【0021】そこで、DRS1〜DRS8から成る8つの1/8
タイミングデータレジスタ群24のそれぞれにはT0,
T0+(1/8)T,T0+(2/8)T,…,T0+
(7/8)Tの各1/8回転ずつ8つのタイミングに入
力された張力検出データがストアされる。そしてこの1
/8タイミングデータレジスタ群24にストアされてい
る1/8タイミング毎の8つの張力検出データを加算器
群25によって加算し、さらに平均処理部26で1/8
して平均化し、得られた結果を最終張力検出値Sout と
して出力する。
【0022】これによって、上記の例では、ロールの1
回転時間が1sec であれば、1/8回転タイミングは、
最初のレジスタRS1 に張力検出データが入力された時刻
T0における張力検出値を算出する場合、その検出値演
算タイミングT0から125msec,250msec,375
msec,500msec,625msec,750msec,875ms
ecそれぞれ遡ったタイミング、またはそれに一番近いタ
イミングの張力検出データをストアしているレジスタを
割り出す。
【0023】ここでは、レジスタ間のデータ時間差はス
キャン周期である20msecであり、 レジスタRS1 …T0 レジスタRS7 …T0の120msec前 レジスタRS13又はRS14 …T0の240msec前又は260msec前 レジスタRS20 …T0の380msec前 レジスタRS26 …T0の500msec前 レジスタRS32 …T0の620msec前 レジスタRS38又はRS39 …T0の740msec前又は760msec前 レジスタRS45 …T0の880msec前 の8つのレジスタのデータそれぞれを1/8タイミング
データレジスタDRS1〜DRS8それぞれに読出し、これを加
算した後,1/8することによって平均化し、最終張力
検出値Sout を得るのである。
【0024】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
張力検出器が取り付けられているロールに対する回転速
度基準に基づいてそのロールの1回転時間を算出し、さ
らに1/8回転角毎のタイミングを算定し、一定周期で
スキャンして記憶部に格納されている張力検出信号デー
タからこの1/8回転タイミング毎のデータを読み出し
て平均処理を行い、最終張力検出値を得るので、ロール
の偏心に起因する脈動成分(1/2回転ずつの成分間で
相殺することができる)と、張力検出器がユニバーサル
ジョイントにて接続されているような場合で機械的な遊
びがある場合に発生する脈動成分(1/4回転ずつの成
分間で相殺することができる)とを共に有効に除去する
ことができ、厳密な最終張力検出値を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロールの偏心、芯ずれに起因する脈動
を除去する原理を示すタイミングチャート。
【図2】本発明の張力検出器の機械的な遊びに起因する
脈動を除去する原理を示すタイミングチャート。
【図3】本発明の一実施の形態の機能ブロック図。
【図4】上記実施の形態の動作を示すフローチャート。
【図5】本発明の一実施の形態のハードウェア構成のブ
ロック図。
【図6】従来例のハードウェア構成のブロック図。
【符号の説明】
T,T´ 1回転時間 Sin 張力検出信号 Sout 最終張力検出値 11 速度基準入力部 12 諸変数設定部 13 1回転時間演算部 14 1/8タイミング算定部 15 張力検出データ記憶部 16 サンプリング部 17 平均処理部 18 出力部 21 プログラマブルコントローラ 22 レジスタ群 23 タイミング演算部 24 1/8タイミングデータレジスタ群 25 加算器群 26 平均処理部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロールに取り付けられ、紙の張力を検出
    する張力検出器と、 前記張力検出器からの張力検出信号を所定周期ごとに入
    力する張力検出信号入力部と、 前記張力検出信号入力部から入力される張力データを逐
    次保存する記憶部と、 前記ロールの回転速度基準に基づいてロール1回転時間
    を算出する1回転時間演算部と、 前記1回転時間演算部が算出する1回転時間に対してそ
    の1/8回転毎のタイミングを算定する1/8タイミン
    グ算定部と、 前記記憶部から前記1/8タイミング算定部が算定する
    1/8タイミング毎の張力検出信号データを読み出し、
    平均処理を行う平均処理部とを備えて成る張力検出装
    置。
JP23744595A 1995-09-14 1995-09-14 張力検出装置 Pending JPH0979926A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23744595A JPH0979926A (ja) 1995-09-14 1995-09-14 張力検出装置

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JP (1) JPH0979926A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8377249B2 (en) 2009-04-03 2013-02-19 The Procter & Gamble Company Appraratus and method for providing a localized speed variance of an advancing substrate
US9144624B2 (en) 2013-07-19 2015-09-29 The Procter & Gamble Company Method for providing a localized dwell in an advancing web

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