JPS59128150A - ストリツプ張力制御装置 - Google Patents

ストリツプ張力制御装置

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Publication number
JPS59128150A
JPS59128150A JP58001079A JP107983A JPS59128150A JP S59128150 A JPS59128150 A JP S59128150A JP 58001079 A JP58001079 A JP 58001079A JP 107983 A JP107983 A JP 107983A JP S59128150 A JPS59128150 A JP S59128150A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tension
strip
gain
control device
fluctuation
Prior art date
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Pending
Application number
JP58001079A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadahiro Honda
本田 忠宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59128150A publication Critical patent/JPS59128150A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • B65H23/1888Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web and controlling web tension

Landscapes

  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ストリップ張力制御装置に係シ、特に張力変
動を抑制するに好適なゲイン制御の改善に関するもので
ある。
〔従来技術〕
帯状あるいは線状の被加工材の加工処理等を、連続して
行なう連続グロセッシングラインとしては、圧延ライン
や焼鈍ライン、亜鉛メツキラインなどが知られている。
それらのラインにて処理される被加工材には、加工処理
条件や当該ストリップの機械的強度等に応じ、所定の張
力が付与されるようになっている。
このような被加工材の張力制御について、第1図に示さ
れた連続焼鈍ラインの概略系統を例にとつて説明する。
第1図において、被加工材としてのストリップ1は、A
1ペイオフリール2又は屋2ペイオフリール3に挿入さ
れたコイルを交互に巻戻すことによシ、途切れることな
く連続して図の左から右方に供給されるようになってい
る。ペイオフリール2又は3から送シ出されるストリッ
プ1は、入側セクションとしてのクリーニングセクショ
ン4及びA1プライドルロール5に送られる。入側セク
ションにおけるストリップ1の移送速度は、扁1プライ
ドルロール5によって所定値に制御されるようになって
いる。
このように所定速度に制御されたストリップ1はA1ル
ーパ6に移送される。このルーパ6は、一般にループタ
ワー(竪形)又はループカー(横形)と称されており、
通常運転中はス) IJツブ1を最大のループ量として
おき、一方のペイオフリール2又は3のコイルが無くな
ったときに、他方のペイオフリール2又は3からストリ
ップ1が送られてくるまでの間、前記ループ量を送シ出
し、下流側装置が連続して定常運転できるようになって
いる。なお、ループ量が低減した場合は、入側セクショ
ンの速度を増大させ(退入速度)、前記最大ル・−グ量
を確保するようになっている。
&1ルーパ6から連続して送シ出されるストリップエは
、A2プライドルロール7とA1張力装置8を介して、
焼鈍炉9に移送されるようになっている。この焼鈍炉9
は一般に4〜5セクシヨンから形成されておシ、焼鈍処
理されたス) IJツブ1は、A2張力装置10(!:
&3プライドルロール11とを介して、A2ルーパ12
へ送シ出されるようになっている。A2ルーパ12から
送シ出されるストリップ1は、A4プライドル13によ
って所定速度に制御され、A1又はA2テンションリー
ル14.15に巻取られるようになっている。
なお、A2ルーパ12は通常ループ量を最小としておき
、Al又はA2テンションリール14゜15が所定量巻
取って切換えられる間に、焼鈍炉9内の移送を定常速度
で連続して行わせるように、ループを留め込んでおくも
のである。
このように構成される連続焼鈍ラインにおいては、スト
リップ1の加工品質等を一定値に保持するため、ストリ
ップ1に加わる走力を所定値に制御する必要がある。特
に焼鈍ラインや亜鉛メツキラインの如く、加工過程に高
温炉内処理を有する場合には、炉内におけるストリップ
張力の変動が、ストリップ1の板切れ又はヒートバック
ル発生の原因となることがある。例えば、g8鋭炉9内
に張力変動を引き起す要因としては、(1)入側セクシ
ョンが加減速中あるいは停止時に、A1ルーパ6のルー
プ量が変化するときがある。特にコイル切換時に先行す
るス) IJツブの終端に1後続のストリップ先端を溶
接するためにストリップを寸動させるとき、張力が大き
く変動する。また、(2)中央セクションが立上げ等の
加減速を行なうときや、(3)出側セクションの加減速
中あるいは停止中にA2ルーパ12が移動しでいるとき
が挙げられる。
このような張力変動を抑制するため、上記(1)に対し
てはA1ルーパ6内にストリップ張力制御装置(A T
 R: Automatic ’l’ension C
ontrol )を設けて、張力変動の発生を抑制する
とともに、AI張力装置8のATRによって炉に対する
張力変動の伝搬をカットしている。同様に上記(2)に
対しては焼鈍炉9内に設けられたATRにて張力変動を
抑制している。また、上記(3)に対してはA2ルーパ
12内に設けられたATR又は、A2張力装置10のA
TRによって、炉に対する張力変動の伝搬をカットして
いる。
しかしながら、上述した従来のATRにあっては、スト
リップ1の板厚や幅が変わった場合や、ストリップ1の
移送速度が変わった場合に、ATRの応答が遅れること
があったシ、制御特性が不安定になることがあって、十
分に張力変動の抑制がなされないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ストリップの形状寸法や移送速度に対
応させて、ストリップの張力変動を高い応答性で安定に
抑制できるストリップ張力制御装置を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、張力指令値と張力検出値との張力偏差信号に
基づいて、2本の回転するローラの周速度を制御して、
該ローラ間に巻回されたストリップの張力を制御するス
トリップ張力制御装置(ATR)にあって、該ATRの
伝達関数が前記ストリップの断面積を分母に有し且つ前
記ストリップの移送速度を分子に有するものとすること
によシ、ストリップの形状寸法や移送速度に対応させて
、ストリップの張力変動を高い応答性で安定に抑制しよ
うとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第2図に本発明の一実施例の全体構成が示されている。
第2図に示されたものは、第1図図示のA1張力装置8
に本発明を適用した場合の一例である。
第2図に示されたように、ストリップ1は2本のデフレ
クタロール21とフリーロール22とに巻回されている
。フリーロール22はローブ23によって回転自由に吊
シ下げられておυ、ロープ23の他端は直流モータ24
に゛よシ駆動される巻取ドラムに巻回されている。スト
リップ1の張力は張力検出器25によって検出され、張
力検出値T8は減算器26の一入力端に入力されている
この減算器26の十入力端には張力指令値Toが入力さ
れている。この減算器26によって前記TsとToとの
張力偏差が求められ、張力偏差信号ΔTとしてATRの
ゲインコントローラ27を介し自動電流制御装置(以下
ACRと称する]28に出力されている。このACR2
8は入力されるΔTに基づいて、直流モータ24の電流
を制御してフリーロール22の上下方向の移動速度を制
御して、前記ΔTを零にするように制御するようになっ
ている。
第3図に本実施例の制御ブロック図が示されている。図
においてG129はAT几ゲインコントローラ27のゲ
イン、G230はACR28のゲイン、G131はAC
R28によシ直流モータ24を制御し、フリーロール2
2の上下方向移動速度Δvo(mps)に換算するゲイ
ンであり、直流モータ24のトルク定数や、直流モータ
24を含む張力装置機械系のGl)2、駆動機構のドラ
ム径、ギヤ比等によシ定まるものである。Ta2は屋1
張力装置18における張力発生式であシ、次式(1)に
よシ表わされるものである。
つまシ、第4図に示す張力発生の原理説明図のように、
2本のロール16.17に巻回されているストリップ1
の張力Tは、それぞれのロール16.17の周速度をv
o * vs (mps)とし、ロール間隔をt(m)
とし、ストリップ1のヤング率をE (Kf//m” 
)とし、ストリップ1の断面積をA(m+”)とし、ラ
プラス変換子を8とすると、前記2本のロール16.1
7の周速度の偏差(vl  VO)に応じて、創成(1
)にて表わされるものとなる。
第3図にもどって、G433は張力検出器25によシ検
出された張力を、初値から電圧値に換算するとともに、
張カバターンとゲインとが整合するような補正を考慮し
たゲインとなっている。
以上のゲインGK、G2 + Gs + 04は、次式
(2)〜(5)で表わされるものである。なお、式中に
おけるに1〜に3は比例ゲイン(定数)で6’)、t1
〜t3は時定数(8)である。
G4=に4           ・・・・・・・・・
・・・(5)創成(1)〜(5ンによシ、第3図図示制
御ブロック図のオープンルプ伝達関数Goは次式(6)
によって求められる。
・・・・・・・・・・・・(6) この式(6)におけるATRゲインG1の決定法は、一
般のボード線図手法によシ行なう。いま、t2=t/V
oに選定すると、GOは次式(7)で表わすものとなる
創成(1)の張力発生式からも明らかなように、張力T
は断面積Aと移送速度vOの関数になっていることから
、(7)式の伝達関数GoもAとvOの関数になってい
る。そこで、A又はV、の変化に対応させて伝達関数G
oを安定したものとするために、ATRゲインに係る1
K又はに1を次式(8)。
(9)のようにA又はvoに対応させたものとする。
t、=4         ・・・・・・・・・・・・
・・・(8)K1=vo         ・・・・・
・・・・・・・・・・(9)これによって、式(7)の
Goは八又はVQに無関係なものとなシ、ストリップの
形状寸法又は移送速度が変わっても、ストリップの張力
変動を高い応答性で安定に抑制制御できることになる。
なお、実用上#rr面積A又は移送速度v6のいずれか
一方の変化が、殆んど問題とならないような場合は、式
(8)又は(9)のいずれか一方のみを満足させるよう
なものとし、他方のtl又はに1は、ボード線図を用い
、カットオフ周波数ωCが十分高く且つ制御系が安定と
なる定数値とすることも可能である。
本実施例による具体的な効果の一例を以下に説明する。
被加工材として扱われるス) IJツブの厚みをD1板
幅をWとし、最大面積のものがD=9胴、W=1610
m、最小面積のものが]) = 0.6 tm−。
W=800m+であったとすると、最大面積A1.!、
最小面積Al11m はそれぞれ次式のようになる。
A、、、= 9 X 1610 = 14490 (W
IIF)Affi+、=0.6X800=480(澗、
2 )つまシ、A−−−/A−+−=30.2となって
おシ、この比をボード線図のゲインに置き換えると約3
0dBの違いに相当する。
即ち、従来の如く【lをAtmax のものに合わせて
固定し、最適ゲインKs を決定した場合には、A、、
1 m のものに対してはゲインが30dB低下してし
まうことになり、ゲイン不足で応答が遅れることになる
。逆に、tlをAnts に合わせそ固定し、最適ゲイ
ンに1を決定すると、Atmax のものに対してはゲ
イン過剰となり、制御系が不安定になってしまうことに
なる。これに対し、本発明によれば11を〜【面積大に
対応させて設定変更させるようにしていることから、断
面積Aが変化しても安定して最適ゲインが得られるので
ある。
同様に移送速度voについても最高速度vom、工(例
えば600mpm)と、最低速度vGa1mとの比vO
1lay/vOm1mが30とすると、ボード線図のゲ
インでいえば約30dBの違いに相当し、KlをVQの
変化に関係なく例えばvo、h、を基準として一定値と
し、最適ゲイン11を決定すると、vll+s1mのと
きにはゲインが30dBも高くなシ、制御系が不安定に
なる。逆に、KlをvOmlmを基準にして一定値とし
、電適ゲインt!を選ぶと、v9mH1のときにはゲイ
ンが不足して応答遅れが生ずることになる。これに対し
本発明によれば、K1を移送速度V、に対応させて設定
変更させるようにしていることから、移送速K voが
変化しても安定して最適ゲインが得られるのである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、ストリップの形
状寸法や移送速度に対応させて、ストリップの張力変動
を高い応答性で安定に抑制することができ、張力変動に
よる板切れやヒートバックルを防止できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適用可能な連続プロセッシングライン
の一例の構成図、第2図は本発明の一実施例の全体構成
図、第3図は第2図図示実施例の制御ブロック図、第4
図は張力発生の原理説明図である。 29・・・ATRゲインG11Ts・・・張力検出値、
弔2図 第3目 第、14図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、張力指令値と張力検出値との張力偏差信号に基づい
    て2本の回転ローラの周速度を制御し、該ロー2間に巻
    回されたストリップの張力を制御するストリップ張力制
    御装置において、該ストリップ張力制御装置の伝達関数
    は、前記ストリップの断面積を分母に有して成るもので
    あることを特徴とするストリップ張力制御装置。 2、張力指令値と張力検出値との張力偏差信号に基づい
    て2本の回転ローラの周速度を制御し、該ローラ間に巻
    回されたストリップの張力を制御するストリップ張力制
    御装置において、該ストリップ張力制御装置の伝達関数
    は、前記ストリップの移送速度を分子に有して成るもの
    であることを特徴とするストリップ張力制御装置。 3、張力指令値と張力検出値との張力偏差信号に基づい
    て2本の回転ローラの周速度を制御し、該−ローラ間に
    巻回されたストリップの張力を制御するストリップ張力
    装置において、該ストリップ張力制御装置の伝達関数は
    、前記ストリップの断面積を分母に、且つ前記ストリッ
    プの移送速度を分子に有して成るものであることをi徴
    とするストリップ張力制御装置。
JP58001079A 1983-01-10 1983-01-10 ストリツプ張力制御装置 Pending JPS59128150A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6241154A (ja) * 1985-08-13 1987-02-23 Kawasaki Steel Corp 熱間圧延材のル−パ−ロ−ル制御方法
CN100422355C (zh) * 2002-12-19 2008-10-01 顺德市世创金属科技有限公司 网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法
AT524284A1 (de) * 2020-10-15 2022-04-15 B & R Ind Automation Gmbh Parametrierung eines Zugkraftreglers

Cited By (5)

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