JPS6113331B2 - - Google Patents
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- JPS6113331B2 JPS6113331B2 JP57040544A JP4054482A JPS6113331B2 JP S6113331 B2 JPS6113331 B2 JP S6113331B2 JP 57040544 A JP57040544 A JP 57040544A JP 4054482 A JP4054482 A JP 4054482A JP S6113331 B2 JPS6113331 B2 JP S6113331B2
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Description
本発明は、発泡絶縁電線の押出ライン制御方式
に関し、特に、押出被覆された発泡絶縁体の外径
および静電容量のような制御量が多変数であるこ
との種電線の押出ライン制御方式に係わる。 一般に、通信用ケーブルとしては、伝送損失を
少なくするという電気的特性上の要請から、静電
容量、従つて誘電率が小さな絶縁物を導体上に押
出被覆したものが用いられる。また、絶縁体はケ
ーブルの支持物である必要もある。このため通信
ケーブルの絶縁体としては、ポリエチレンに多数
の気泡を持たせた発泡ポリエチレン（PEF）が
多用されている。 このポリエチレンのような発泡絶縁ポリオレフ
イン樹脂を用いた発泡絶縁電線の押出ライン１０
を第１〜２図に示す。このライン１０において、
スタツク１０ａから引出された導体荒引線１１は
伸線機１２により心線１３へ細径化され、電流焼
鈍式のアニーラー１４で焼鈍される。 次に、心線１３は、第１ダンサー１５を介して
好ましくは誘電加熱式のプレヒーター１６へ導か
れた後、押出機１７へ連続的に供給される。プレ
ヒーター１６は心線１３を加熱することにより、
均一な発泡を生ぜしめると共に、絶縁体と心線と
の密着性を良好にする。また、押出機へは、ホツ
パー１８からポリオレフイン樹脂と有機発泡剤を
含む発泡絶縁体組成物が供給され、シリンダ１９
内に設けられたスクリユー２０によりクロスヘツ
ド２１へ押し込められる（第３〜４図）。スクリ
ユーはモータ２２によつて回転駆動され、シリン
ダの外周にはシリンダヒータ部分２３−１〜４に
分割されて成るシリンダヒータ２３が設けられて
いる。スクリユー２０の回転およびシリンダヒー
タ２３の加熱並びにクロスヘツド２１におけるク
ロスヘツドヒータ部分２４−１〜２で構成された
クロスヘツドヒータ２４の加熱により発泡剤の分
解温度以上の温度で、発泡絶縁体組成物はクロス
ヘツドの絞り部２５から90゜方向転換し、ニツプ
ル２６において心線１３上に押出被覆される。 ここで押出機１７内の高圧が負荷されていた発
泡絶縁物中の発泡ガスは大気中に押出されたとき
に、高圧から解放されて樹脂中で膨張し、発泡し
た泡中の圧力が大気圧と等しくなつたとき最大と
なる。而して、この発泡絶縁体を冷却すると、泡
中の圧力が低下し、逆に収縮する傾向を呈する。
このため、押出ラインに移動可能な冷却器２７が
設けられている。この冷却部は例えば第１〜２図
に示すような移動水槽２８を前段に摺動自在に設
けた水槽２９から成る。この移動水槽２８のクロ
スヘツド２１、特にニツプル２６からの移動距離
を調節して水冷で外周から化学発泡の成長を抑制
すると共に、樹脂外周面にバリヤーを形成して内
側の発泡を阻止することにより、発泡絶縁体中の
発泡ガスの発泡度を調節し、従つてその所望の外
径および静電容量を得るように制御することが要
求される。 なお、冷却器２７は、移動可能とすることな
く、例えば水量、水温などが変えることができる
ような形成のものに代えることができる。 この外径および静電容量を測定する外径測定器
３０および静電容量測定器３１がライン１０にそ
れぞれ設けられている。測定器３０は、安立電気
株式会社製M501B型レーザー外径測定器で、±１
μｍの精度を有する。 また、測定器３１は英国Bucks、High
Wycombe在BETA社製KI−700CGA（センサー
KG500）で±0.1PF／ｍの精度で発泡絶縁電線の
静電容量（PF／ｍ）を測定することができる。 なお、上記の両測定器に加えて、押出機１７に
は、シリンダ温度計TM１〜４が設けられ、また
クロスヘツド２１に樹脂温度計TM５、クロスヘ
ツド温度計TM６および樹脂圧力計（理化工業社
製CZ−1P型）PMが設けられている。 発泡絶縁電線は引取機３２によつて引取られ、
第２ダンサ３３を介して巻取機３４でドラムに巻
取られる。 而して、前記の説明からも明らかなように、発
泡絶縁電線の製造において、電線の外径（Ｄ）お
よび絶縁体の静電容量（Ｃ）が電線の長手方向に
均一でなければならない。 従来から、所定の静電容量および外径を得るよ
うに押出ライン１０の押出制御を行なうにあたつ
ては、ライン系で引取機３２の引取速度、即ちラ
イン速度に比例して押出機１７のスクリユー２０
の回転数、プレヒータ１６の印加電圧などを制御
していた。 また、静電容量（Ｃ）は移動水槽２８を移動せ
しめて制御していた。外径（Ｄ）については手動
で調整していた。しかし、手動で外径を調整する
場合にも、押出機のスクリユー回転数や押出機温
度を変えたりすることにより調節し、いわゆる経
験的に外径調整をするにすぎなかつた。しかしな
がら、実際には、移動水槽を動かせば、静電容量
が変わるのは勿論であるが、その場合外径も同時
に変化してしまうため、静電容量は制御できても
外径は制御できないこととなり、外径は所望の値
から変動してしまう。この結果、静電容量および
外径をそれぞれ独立に制御して一定の高品質の電
線を製造することは極めて困難であつた。 要すれば、この種押出機ラインにおいては、押
出機の押出温度が一定のときスクリユー回転を減
速するかまたはライン速度を増加させると電線外
径が減少し、押出温度が上がると発泡率が上がる
一方、外径が増加し、さらにライン速度が上がる
と押出後冷却固化までの時間間隔が短かくなり発
泡が早く停止して発泡率が下るというように、各
フアクターの間に深い関連性があり、これらの相
互関係を考慮しながら安定した外径と静電容量
（発泡率）の制御をする必要がある。 即ち、多数の制御量（本実施例の場合、電線の
外径Ｄ、絶縁体の静電容量Ｃ）を含む多数の測定
量（Ｃ、Ｄおよびシリンダ温度計TM３〜４の表
示温度C3、C4、クロスヘツド温度計TM６の表示
温度C6、樹脂温度計TM５の表示温度C5、樹脂圧
力計PMの表示圧力Ｐ）が、多数の操作量（本実
施例の場合、スクリユー２０の回転数、プレヒー
タ１６の印加電圧、シリンダヒータ２３−３〜４
の印加電圧、クロスヘツドヒータ２４−１〜２の
印加電圧、移動水槽２８のクロスヘツドからの移
動量）の何れかを操作したとき、変動する場合の
制御（多変数制御）において、測定量の測定によ
り、各制御量が所望の値になるようにそれぞれの
操作量を同時に、かつ自動的に制御することは、
従来技術では極めて困難であつた。 また、このような多変数の制御量と操作量の相
関関係で、各対の制御量−操作量に依る制御方式
だけでは、外乱にすばやく対処できず、制御量の
安定性が悪く、かつ応答性に劣るという難点があ
つた。 従つて、本発明の主目的は、発泡絶縁電線押出
ラインの多変数制御を行なうにあたり、電線外径
と静電容量の制御量を含む測定量の検出要素によ
り、各制御量がそれぞれ所望の値（設定目標値）
になるように押出機、プレヒータ、冷却器の操作
量を同時に、かつ自動的に制御する発泡絶縁電線
の押出ライン制御方式を提供することである。 本発明の他の目的は、かかる方式において安定
性および（または）応答性が一段と向上し、かつ
外乱に対してもすばやく対処できる制御手段を提
供することである。 以下、本発明による発泡絶縁電線の押出ライン
制御方式を、第１〜２図に示す押出ラインに適用
した実施例につき図面に基づき詳述する。 第５図に示す制御方式においては、制御対象で
ある発泡絶縁電線押出機ライン１０から押出され
た電線の制御量（外径Ｄおよび静電容量Ｃ）
に関し、特に、押出被覆された発泡絶縁体の外径
および静電容量のような制御量が多変数であるこ
との種電線の押出ライン制御方式に係わる。 一般に、通信用ケーブルとしては、伝送損失を
少なくするという電気的特性上の要請から、静電
容量、従つて誘電率が小さな絶縁物を導体上に押
出被覆したものが用いられる。また、絶縁体はケ
ーブルの支持物である必要もある。このため通信
ケーブルの絶縁体としては、ポリエチレンに多数
の気泡を持たせた発泡ポリエチレン（PEF）が
多用されている。 このポリエチレンのような発泡絶縁ポリオレフ
イン樹脂を用いた発泡絶縁電線の押出ライン１０
を第１〜２図に示す。このライン１０において、
スタツク１０ａから引出された導体荒引線１１は
伸線機１２により心線１３へ細径化され、電流焼
鈍式のアニーラー１４で焼鈍される。 次に、心線１３は、第１ダンサー１５を介して
好ましくは誘電加熱式のプレヒーター１６へ導か
れた後、押出機１７へ連続的に供給される。プレ
ヒーター１６は心線１３を加熱することにより、
均一な発泡を生ぜしめると共に、絶縁体と心線と
の密着性を良好にする。また、押出機へは、ホツ
パー１８からポリオレフイン樹脂と有機発泡剤を
含む発泡絶縁体組成物が供給され、シリンダ１９
内に設けられたスクリユー２０によりクロスヘツ
ド２１へ押し込められる（第３〜４図）。スクリ
ユーはモータ２２によつて回転駆動され、シリン
ダの外周にはシリンダヒータ部分２３−１〜４に
分割されて成るシリンダヒータ２３が設けられて
いる。スクリユー２０の回転およびシリンダヒー
タ２３の加熱並びにクロスヘツド２１におけるク
ロスヘツドヒータ部分２４−１〜２で構成された
クロスヘツドヒータ２４の加熱により発泡剤の分
解温度以上の温度で、発泡絶縁体組成物はクロス
ヘツドの絞り部２５から90゜方向転換し、ニツプ
ル２６において心線１３上に押出被覆される。 ここで押出機１７内の高圧が負荷されていた発
泡絶縁物中の発泡ガスは大気中に押出されたとき
に、高圧から解放されて樹脂中で膨張し、発泡し
た泡中の圧力が大気圧と等しくなつたとき最大と
なる。而して、この発泡絶縁体を冷却すると、泡
中の圧力が低下し、逆に収縮する傾向を呈する。
このため、押出ラインに移動可能な冷却器２７が
設けられている。この冷却部は例えば第１〜２図
に示すような移動水槽２８を前段に摺動自在に設
けた水槽２９から成る。この移動水槽２８のクロ
スヘツド２１、特にニツプル２６からの移動距離
を調節して水冷で外周から化学発泡の成長を抑制
すると共に、樹脂外周面にバリヤーを形成して内
側の発泡を阻止することにより、発泡絶縁体中の
発泡ガスの発泡度を調節し、従つてその所望の外
径および静電容量を得るように制御することが要
求される。 なお、冷却器２７は、移動可能とすることな
く、例えば水量、水温などが変えることができる
ような形成のものに代えることができる。 この外径および静電容量を測定する外径測定器
３０および静電容量測定器３１がライン１０にそ
れぞれ設けられている。測定器３０は、安立電気
株式会社製M501B型レーザー外径測定器で、±１
μｍの精度を有する。 また、測定器３１は英国Bucks、High
Wycombe在BETA社製KI−700CGA（センサー
KG500）で±0.1PF／ｍの精度で発泡絶縁電線の
静電容量（PF／ｍ）を測定することができる。 なお、上記の両測定器に加えて、押出機１７に
は、シリンダ温度計TM１〜４が設けられ、また
クロスヘツド２１に樹脂温度計TM５、クロスヘ
ツド温度計TM６および樹脂圧力計（理化工業社
製CZ−1P型）PMが設けられている。 発泡絶縁電線は引取機３２によつて引取られ、
第２ダンサ３３を介して巻取機３４でドラムに巻
取られる。 而して、前記の説明からも明らかなように、発
泡絶縁電線の製造において、電線の外径（Ｄ）お
よび絶縁体の静電容量（Ｃ）が電線の長手方向に
均一でなければならない。 従来から、所定の静電容量および外径を得るよ
うに押出ライン１０の押出制御を行なうにあたつ
ては、ライン系で引取機３２の引取速度、即ちラ
イン速度に比例して押出機１７のスクリユー２０
の回転数、プレヒータ１６の印加電圧などを制御
していた。 また、静電容量（Ｃ）は移動水槽２８を移動せ
しめて制御していた。外径（Ｄ）については手動
で調整していた。しかし、手動で外径を調整する
場合にも、押出機のスクリユー回転数や押出機温
度を変えたりすることにより調節し、いわゆる経
験的に外径調整をするにすぎなかつた。しかしな
がら、実際には、移動水槽を動かせば、静電容量
が変わるのは勿論であるが、その場合外径も同時
に変化してしまうため、静電容量は制御できても
外径は制御できないこととなり、外径は所望の値
から変動してしまう。この結果、静電容量および
外径をそれぞれ独立に制御して一定の高品質の電
線を製造することは極めて困難であつた。 要すれば、この種押出機ラインにおいては、押
出機の押出温度が一定のときスクリユー回転を減
速するかまたはライン速度を増加させると電線外
径が減少し、押出温度が上がると発泡率が上がる
一方、外径が増加し、さらにライン速度が上がる
と押出後冷却固化までの時間間隔が短かくなり発
泡が早く停止して発泡率が下るというように、各
フアクターの間に深い関連性があり、これらの相
互関係を考慮しながら安定した外径と静電容量
（発泡率）の制御をする必要がある。 即ち、多数の制御量（本実施例の場合、電線の
外径Ｄ、絶縁体の静電容量Ｃ）を含む多数の測定
量（Ｃ、Ｄおよびシリンダ温度計TM３〜４の表
示温度C3、C4、クロスヘツド温度計TM６の表示
温度C6、樹脂温度計TM５の表示温度C5、樹脂圧
力計PMの表示圧力Ｐ）が、多数の操作量（本実
施例の場合、スクリユー２０の回転数、プレヒー
タ１６の印加電圧、シリンダヒータ２３−３〜４
の印加電圧、クロスヘツドヒータ２４−１〜２の
印加電圧、移動水槽２８のクロスヘツドからの移
動量）の何れかを操作したとき、変動する場合の
制御（多変数制御）において、測定量の測定によ
り、各制御量が所望の値になるようにそれぞれの
操作量を同時に、かつ自動的に制御することは、
従来技術では極めて困難であつた。 また、このような多変数の制御量と操作量の相
関関係で、各対の制御量−操作量に依る制御方式
だけでは、外乱にすばやく対処できず、制御量の
安定性が悪く、かつ応答性に劣るという難点があ
つた。 従つて、本発明の主目的は、発泡絶縁電線押出
ラインの多変数制御を行なうにあたり、電線外径
と静電容量の制御量を含む測定量の検出要素によ
り、各制御量がそれぞれ所望の値（設定目標値）
になるように押出機、プレヒータ、冷却器の操作
量を同時に、かつ自動的に制御する発泡絶縁電線
の押出ライン制御方式を提供することである。 本発明の他の目的は、かかる方式において安定
性および（または）応答性が一段と向上し、かつ
外乱に対してもすばやく対処できる制御手段を提
供することである。 以下、本発明による発泡絶縁電線の押出ライン
制御方式を、第１〜２図に示す押出ラインに適用
した実施例につき図面に基づき詳述する。 第５図に示す制御方式においては、制御対象で
ある発泡絶縁電線押出機ライン１０から押出され
た電線の制御量（外径Ｄおよび静電容量Ｃ）
【式】
と、該制御量に影響を及ぼす状態変数（シリンダ
温度C3およびC4、クロスヘツド温度C6、樹脂温
度C5および樹脂圧力Ｐ）とから成る複数の測定
量
温度C3およびC4、クロスヘツド温度C6、樹脂温
度C5および樹脂圧力Ｐ）とから成る複数の測定
量
【式】
が、前記制御量を変動させる入力パラメータとし
ての複数の操作量（スクリユー２０の回転数、プ
レヒータ１６の電圧、シリンダヒータ２３−３〜
４の電圧、クロスヘツドヒータ２４−１〜２の電
圧、冷却器２７における移動水槽２８のクロスヘ
ツドからの移動距離）
ての複数の操作量（スクリユー２０の回転数、プ
レヒータ１６の電圧、シリンダヒータ２３−３〜
４の電圧、クロスヘツドヒータ２４−１〜２の電
圧、冷却器２７における移動水槽２８のクロスヘ
ツドからの移動距離）
【式】
によつて変動する場合に、前記制御量がその目標
値
値
【式】
に調節されるように操作量を制御せんとするもの
である。 制御量Y1〜Y2は、引出し点３５から引出され
て目標値ＹR１〜ＹR２の差引き点３６へそれぞれ
接続され、制御量と目標値の差
である。 制御量Y1〜Y2は、引出し点３５から引出され
て目標値ＹR１〜ＹR２の差引き点３６へそれぞれ
接続され、制御量と目標値の差
【式】
を得ている。
これらの差ε１、ε２は、演算要素Ｃに印加さ
れる。要素Ｃは
れる。要素Ｃは
【式】
と記述される行列で、
【式】
の操作変数U′c1……U′c6を線形処硫により与える
ものである。これらの操作変数はそれぞれ積分器
I1〜I6に印加され、積分動作が遂行されて量Uc1
〜Uc6として各操作量U1〜U6に印加される。 この量Ucは、積分機能が遂行される結果、次
のように表わされる。 この積分動作とは、積分器による線形の積分機
能のみならず、積分機能を含む、あるいはこれと
類似する動作を包含するものである。 また、積分動作には、動的補償を含ませるよう
にしてもよい。 なお、演算要素Ｃの、
ものである。これらの操作変数はそれぞれ積分器
I1〜I6に印加され、積分動作が遂行されて量Uc1
〜Uc6として各操作量U1〜U6に印加される。 この量Ucは、積分機能が遂行される結果、次
のように表わされる。 この積分動作とは、積分器による線形の積分機
能のみならず、積分機能を含む、あるいはこれと
類似する動作を包含するものである。 また、積分動作には、動的補償を含ませるよう
にしてもよい。 なお、演算要素Ｃの、
【式】
の各要素は、制御対象としての発泡絶縁電線押出
ライン１０を自動制御する前に、予じめその制御
対象をモデルとして最適制御理論と、目標値ＹR
１〜ＹR２を与えるときの、操作変数U′c1〜
U′c6、操作量U1〜U6、制御量Y1〜Y2の挙動のシ
ユミレーシヨンとにより求め、最も適切に定めら
れるものである。 また、引出し点３５は、フイードバツク要素Ｆ
を介して差引き点３７に接続されている。これに
より、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y7にフイ
ードバツク動作が線形処理により遂行され操作量
U1〜U6へ減算的に印加される。このフイードバ
ツク動作には、動的補償を含ませるようにしても
よい。フイードバツクの出力ＵFは、 である。 なお、
ライン１０を自動制御する前に、予じめその制御
対象をモデルとして最適制御理論と、目標値ＹR
１〜ＹR２を与えるときの、操作変数U′c1〜
U′c6、操作量U1〜U6、制御量Y1〜Y2の挙動のシ
ユミレーシヨンとにより求め、最も適切に定めら
れるものである。 また、引出し点３５は、フイードバツク要素Ｆ
を介して差引き点３７に接続されている。これに
より、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y7にフイ
ードバツク動作が線形処理により遂行され操作量
U1〜U6へ減算的に印加される。このフイードバ
ツク動作には、動的補償を含ませるようにしても
よい。フイードバツクの出力ＵFは、 である。 なお、
【式】
の各要素も、前述の最適制御理論と、シユミレー
シヨンとにより予じめ求められるものである。 更に、引出し点３８は、フイードフオワード要
素Ｎを介して加合せ点３７へ接続されている。こ
れにより、目標値ＹR１〜ＹR２とライン速度ＹLs
にフイードフオワード動作即ち比例動作が線形処
理により遂行されて操作量U1〜U6へ加算的に印
加される。このフイードフオワード動作には、動
的補償を含ませるようにしてもよい。フイードフ
オワードの出力ＵNは、 である。 この場合、
シヨンとにより予じめ求められるものである。 更に、引出し点３８は、フイードフオワード要
素Ｎを介して加合せ点３７へ接続されている。こ
れにより、目標値ＹR１〜ＹR２とライン速度ＹLs
にフイードフオワード動作即ち比例動作が線形処
理により遂行されて操作量U1〜U6へ加算的に印
加される。このフイードフオワード動作には、動
的補償を含ませるようにしてもよい。フイードフ
オワードの出力ＵNは、 である。 この場合、
【式】
の各要素も、前述と同様に最適制御理論と、シユ
ミレーシヨンとによつて予じめ求められるもので
ある。 このように、操作量Ｕには、３種類の操作入力
が供給される結果、最終的には操作量Ｕは次のよ
うになる。 Ｕ＝Ｕc−ＵF＋ＵN 操作量へ供給されるこれらの和出力 Ｕc−ＵF＋ＵN が所定の範囲を越えるときに、前記積分動作を停
止させるリミツタL1……L6が各操作ラインに介
在されている。 第５図において、点線で囲む部分は東京芝浦電
気(株)社製TOSBAC7／40型CPUを表わし、目標値
ＹR１〜ＹR２の入力インターフエースには入出力
装置Ｉ／Ｏ−１、操作量U1〜U6の出力インター
フエースにはＤ／Ａ変換のための入出力装置Ｉ／
Ｏ−２、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y7の後
向き径留への入力インターフエースにはＡ／Ｄ変
換のための入出力装置Ｉ／Ｏ−３が介在されてい
る。 このように構成されて成る多変数自動制御系は
次のように動作する。 先ず押出機ライン１０を働らかせて、制御量
Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y7に応じて積分動作の
初期値を設定する（第６図）。次いで、CPUは目
標値ＹR１〜ＹR２、制御量Y1〜Y2を含む測定量
Y1〜Y7のデータを読み取る。CPUの演算要素
Ｃ、フイードバツク要素Ｆ、フイードフオワード
要素Ｎはそれぞれ前述の行列式で表わされる値に
従つてその演算を遂行し、 を計算する。 この操作量出力は、所定の範囲内に維持されて
制御される必要がある。このため、各葬作量出力
値は、その範囲にあるか否かが判断され、若しも
その範囲内にあるときは、積分動作を遂行し、範
囲を越えるときは、各リミツタL1〜L6を介して
出力せしめる（第６図）。 このようにして、各操作変数U′c1……U′c6はそ
れぞれ積分器I1……I6が働らき、積分動作が遂行
されて
ミレーシヨンとによつて予じめ求められるもので
ある。 このように、操作量Ｕには、３種類の操作入力
が供給される結果、最終的には操作量Ｕは次のよ
うになる。 Ｕ＝Ｕc−ＵF＋ＵN 操作量へ供給されるこれらの和出力 Ｕc−ＵF＋ＵN が所定の範囲を越えるときに、前記積分動作を停
止させるリミツタL1……L6が各操作ラインに介
在されている。 第５図において、点線で囲む部分は東京芝浦電
気(株)社製TOSBAC7／40型CPUを表わし、目標値
ＹR１〜ＹR２の入力インターフエースには入出力
装置Ｉ／Ｏ−１、操作量U1〜U6の出力インター
フエースにはＤ／Ａ変換のための入出力装置Ｉ／
Ｏ−２、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y7の後
向き径留への入力インターフエースにはＡ／Ｄ変
換のための入出力装置Ｉ／Ｏ−３が介在されてい
る。 このように構成されて成る多変数自動制御系は
次のように動作する。 先ず押出機ライン１０を働らかせて、制御量
Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y7に応じて積分動作の
初期値を設定する（第６図）。次いで、CPUは目
標値ＹR１〜ＹR２、制御量Y1〜Y2を含む測定量
Y1〜Y7のデータを読み取る。CPUの演算要素
Ｃ、フイードバツク要素Ｆ、フイードフオワード
要素Ｎはそれぞれ前述の行列式で表わされる値に
従つてその演算を遂行し、 を計算する。 この操作量出力は、所定の範囲内に維持されて
制御される必要がある。このため、各葬作量出力
値は、その範囲にあるか否かが判断され、若しも
その範囲内にあるときは、積分動作を遂行し、範
囲を越えるときは、各リミツタL1〜L6を介して
出力せしめる（第６図）。 このようにして、各操作変数U′c1……U′c6はそ
れぞれ積分器I1……I6が働らき、積分動作が遂行
されて
【式】
の積分出力を生じる。
このような機能を導入すれば、本実施例のよう
に操作量としての入力作動範囲があるにもかかわ
らず、動作開始時から積分動作を遂行すれば、当
初は操作量と目標値との差ε１……ε４が大きい
ので、操作量の値が事実上不都合な操作量信号を
発生するということが回避される。 こうして、積分器は目標値と制御量の差
に操作量としての入力作動範囲があるにもかかわ
らず、動作開始時から積分動作を遂行すれば、当
初は操作量と目標値との差ε１……ε４が大きい
ので、操作量の値が事実上不都合な操作量信号を
発生するということが回避される。 こうして、積分器は目標値と制御量の差
【式】
が零になるまで積分動作を繰返し、制御量が目標
値に可及的に接近するように制御ループを形成す
るものである。 而して、操作量Ｕ Ｕ＝Ｕc−ＵF＋ＵN が計算され、制御対象としての押出ライン１０へ
出力される。 この場合、フイードバツク要素Ｆのフイードバ
ツク出力ＵFは、制御系の固有の特性を安定化さ
せる機能をもつものである。 一方、フイードフオワード要素Ｎの出力ＵN
は、目標値ＹRに制御量Ｙが迅速に接近するよう
にその立上りを早めるもので、特に押出ラインの
動作開始時に大きな効果を有する。この要素Ｎに
より制御系の応答性（レスポンス）は一段と向上
する。 こうして、操作量Ｕが制御対象としての押出ラ
イン１０へ出力されると、次のサンプリングまで
所定時間遅延させ、再び次の動作が繰返される。 上記実施例において、制御量、目標値は２個、
操作変数、操作量は６個、測定量は７個の場合に
ついて説明したが、それぞれｌ、ｎ、ｍ個（ｌ、
ｎ、ｍは正の整数で、ｎ、ｍ≧ｌ）の場合にも、
本発明は等しく適用できるものである。 また、制御量と目標値の差ε１、ε２からライ
ン速度ＹLｓに依存して得られる操作変数
値に可及的に接近するように制御ループを形成す
るものである。 而して、操作量Ｕ Ｕ＝Ｕc−ＵF＋ＵN が計算され、制御対象としての押出ライン１０へ
出力される。 この場合、フイードバツク要素Ｆのフイードバ
ツク出力ＵFは、制御系の固有の特性を安定化さ
せる機能をもつものである。 一方、フイードフオワード要素Ｎの出力ＵN
は、目標値ＹRに制御量Ｙが迅速に接近するよう
にその立上りを早めるもので、特に押出ラインの
動作開始時に大きな効果を有する。この要素Ｎに
より制御系の応答性（レスポンス）は一段と向上
する。 こうして、操作量Ｕが制御対象としての押出ラ
イン１０へ出力されると、次のサンプリングまで
所定時間遅延させ、再び次の動作が繰返される。 上記実施例において、制御量、目標値は２個、
操作変数、操作量は６個、測定量は７個の場合に
ついて説明したが、それぞれｌ、ｎ、ｍ個（ｌ、
ｎ、ｍは正の整数で、ｎ、ｍ≧ｌ）の場合にも、
本発明は等しく適用できるものである。 また、制御量と目標値の差ε１、ε２からライ
ン速度ＹLｓに依存して得られる操作変数
【式】
のそれぞれに積分動作を遂行した出力
【式】
を各操作量とすることができる。
なお、ライン速度は引取キヤプスタン３２の回
転数（タコジエネレータにより測定）によつて計
測することができる。 さらに、測定量にライン速度に位存したフイー
ドバツク動作を遂行した出力
転数（タコジエネレータにより測定）によつて計
測することができる。 さらに、測定量にライン速度に位存したフイー
ドバツク動作を遂行した出力
【式】
を前記操作量に印加してもよい。同様に、目標値
およびライン速度
およびライン速度
【式】
に、該ライン速度に依存したフイードフオワード
動作を遂行した出力
動作を遂行した出力
【式】
を前記操作量へ印加してもよい。
ライン速度ＹLｓに依存する行列Ｃ、Ｆ、Ｎの
各要素は該ライン速度に応じて変化する函数で、
これらの要素は前述の最適制御理論と、シユミレ
ーシヨンとにより予じめ求められるものである。 このライン速度を制御系に適用することによ
り、押出機のライン速度が変化すると、その時点
での最適制御係数による制御が可能となる。即
ち、ライン速度の増速と共に多変数制御係数を変
えて制御が行われる。これに対し、このライン速
度を用いない場合には、ラインの立上がり（ラン
スピードの零から設定スピードまで）時に押出機
ラインの特性はリミツタＬ１〜６を越えるので一
定とされている。ただし、ライン速度が一定速度
になれば、ライン速度を制御に用いる場合もそう
でない場合も同じ制御となる。 これらの実施例において、通信ケーブルの機械
的、電気的特性上大きなフアクターである電線の
延び率を制御量の１つとして加え、発泡被覆され
た電線の延び率を連続測定し、その測定結果か
ら、アニーラー１４への印加電圧を操作変数とし
て多変数制御することもできる。 さらにまた、これらの実施例において、ライン
速度を操作量の１つとして加えることができる。 以下、本発明制御方式の具体例を示す。 具体例 高密度ポリエチレン〔商品名：ハイゼツクス
5300E、三井石油化学製、ｄ＝0.95、M.I.＝0.4〕
100重量部と化学発泡剤アゾジカルボソアミド0.5
重量部を配合した化学発泡ポリエチレンコンパウ
ンドから成るペレツト状組成物を準備した。 第１〜４図に示すようなシリンダ径65mmφの押
出機を用い、当初、シリンダの各温度C1＝155
℃、C2＝175℃、C3＝190℃、C4＝200℃、クロス
ヘツド温度C6＝200℃に昇温し、前記組成物をホ
ツパー１８から押出機へ供給してスクリユー２０
を回転数を33r.p.mで回転させると共に、一定の
電圧を印加して予熱された径0.4mmφの心線を押
出機のクロスヘツドに連続供給した。このとき、
クロスヘツドにおける樹脂温度C5＝205℃、樹脂
圧力Ｐ＝500Kg／cm2であつた。ライン速度を一定
（2000ｍ／分）に保ち、押出被覆された電線の外
径の目標値を0.580mmφ、静電容量の目標値を
300PF／ｍに設定した。電線の外径Ｄ、静電容量
Ｃ、押出機の各シリンダ温度C3、C4、クロスヘ
ツド温度C6、ヘツド中の樹脂温度C5および樹脂
圧力Ｐを測定し、プレヒータ印加電圧、押出機の
スクリユー回転数、各シリンダヒータ電圧、クロ
スヘツドヒータ電圧、移動水槽のクロスヘツドか
らの移動距離を操作して、前記両目標値が得られ
るように多変数制御を行なつた。第７図に示すよ
うに、外径Ｄは目標値（0.580mmφ）に±１μｍ
以内、また静電容量Ｃは目標値（300PF／ｍ）に
±1PF以内の精度で制御することができ、高品質
の発泡ポリエチレン電線を製造できた。また、同
図に示すように、外径を±５μｍ、静電容量を±
5PF／ｍだけ目標値から偏移せしめて設定したと
き、極めて高速の応答性で各制御量がそれぞれの
目標値に独立して調節された。 以上の実施例からも明らかなように、本発明に
よれば、制御対象としての発泡絶縁電線押出ライ
ンの、外径Ｄおよび静電容量Ｃの制御量を含む測
定量が複数の操作量によつて変動する場合に、制
御量をその目標値に調節されるように操作量を制
御するにあたり、制御量と目標値の差から得られ
る操作変数のそれぞれに積分動作を遂行して各操
作量に印加するようにしたから、各操作量が相互
にかつ独立して機能を遂行し、外乱があつたとき
にも、制御量がそれぞれ目標値に接近するように
多変数制御された所望のＣとＤをもつた高品質の
発泡絶縁電線が製造できる。 また、この制御系に、フイードフオワード動作
および（または）フイードバツク動作を遂行させ
ることにより、レスポンスが向上し、安定性が増
大する。 さらにまた、ライン速度を制御系に適用するこ
とにより、ライン速度の上昇中でも、ＣとＤが規
格内に入つた電線が製造でき、非規格品、即ち屑
の発生を防止し、歩止まりを向上することができ
る。
各要素は該ライン速度に応じて変化する函数で、
これらの要素は前述の最適制御理論と、シユミレ
ーシヨンとにより予じめ求められるものである。 このライン速度を制御系に適用することによ
り、押出機のライン速度が変化すると、その時点
での最適制御係数による制御が可能となる。即
ち、ライン速度の増速と共に多変数制御係数を変
えて制御が行われる。これに対し、このライン速
度を用いない場合には、ラインの立上がり（ラン
スピードの零から設定スピードまで）時に押出機
ラインの特性はリミツタＬ１〜６を越えるので一
定とされている。ただし、ライン速度が一定速度
になれば、ライン速度を制御に用いる場合もそう
でない場合も同じ制御となる。 これらの実施例において、通信ケーブルの機械
的、電気的特性上大きなフアクターである電線の
延び率を制御量の１つとして加え、発泡被覆され
た電線の延び率を連続測定し、その測定結果か
ら、アニーラー１４への印加電圧を操作変数とし
て多変数制御することもできる。 さらにまた、これらの実施例において、ライン
速度を操作量の１つとして加えることができる。 以下、本発明制御方式の具体例を示す。 具体例 高密度ポリエチレン〔商品名：ハイゼツクス
5300E、三井石油化学製、ｄ＝0.95、M.I.＝0.4〕
100重量部と化学発泡剤アゾジカルボソアミド0.5
重量部を配合した化学発泡ポリエチレンコンパウ
ンドから成るペレツト状組成物を準備した。 第１〜４図に示すようなシリンダ径65mmφの押
出機を用い、当初、シリンダの各温度C1＝155
℃、C2＝175℃、C3＝190℃、C4＝200℃、クロス
ヘツド温度C6＝200℃に昇温し、前記組成物をホ
ツパー１８から押出機へ供給してスクリユー２０
を回転数を33r.p.mで回転させると共に、一定の
電圧を印加して予熱された径0.4mmφの心線を押
出機のクロスヘツドに連続供給した。このとき、
クロスヘツドにおける樹脂温度C5＝205℃、樹脂
圧力Ｐ＝500Kg／cm2であつた。ライン速度を一定
（2000ｍ／分）に保ち、押出被覆された電線の外
径の目標値を0.580mmφ、静電容量の目標値を
300PF／ｍに設定した。電線の外径Ｄ、静電容量
Ｃ、押出機の各シリンダ温度C3、C4、クロスヘ
ツド温度C6、ヘツド中の樹脂温度C5および樹脂
圧力Ｐを測定し、プレヒータ印加電圧、押出機の
スクリユー回転数、各シリンダヒータ電圧、クロ
スヘツドヒータ電圧、移動水槽のクロスヘツドか
らの移動距離を操作して、前記両目標値が得られ
るように多変数制御を行なつた。第７図に示すよ
うに、外径Ｄは目標値（0.580mmφ）に±１μｍ
以内、また静電容量Ｃは目標値（300PF／ｍ）に
±1PF以内の精度で制御することができ、高品質
の発泡ポリエチレン電線を製造できた。また、同
図に示すように、外径を±５μｍ、静電容量を±
5PF／ｍだけ目標値から偏移せしめて設定したと
き、極めて高速の応答性で各制御量がそれぞれの
目標値に独立して調節された。 以上の実施例からも明らかなように、本発明に
よれば、制御対象としての発泡絶縁電線押出ライ
ンの、外径Ｄおよび静電容量Ｃの制御量を含む測
定量が複数の操作量によつて変動する場合に、制
御量をその目標値に調節されるように操作量を制
御するにあたり、制御量と目標値の差から得られ
る操作変数のそれぞれに積分動作を遂行して各操
作量に印加するようにしたから、各操作量が相互
にかつ独立して機能を遂行し、外乱があつたとき
にも、制御量がそれぞれ目標値に接近するように
多変数制御された所望のＣとＤをもつた高品質の
発泡絶縁電線が製造できる。 また、この制御系に、フイードフオワード動作
および（または）フイードバツク動作を遂行させ
ることにより、レスポンスが向上し、安定性が増
大する。 さらにまた、ライン速度を制御系に適用するこ
とにより、ライン速度の上昇中でも、ＣとＤが規
格内に入つた電線が製造でき、非規格品、即ち屑
の発生を防止し、歩止まりを向上することができ
る。
第１〜２図は制御対象としての発泡絶縁電線の
押出ラインの説明図、第３〜４図は該ラインに設
けられた押出機の部分説明図、第５図は該制御対
象へ本発明を適用した自動制御方式のブロツクダ
イヤグラム、第６図は該方式の動作フローチヤー
ト、第７図は該方式による制御量の設定値とその
制御結果値を示すグラフである。 １０……押出ライン、Y1〜Y2……制御量、Y1
〜Y7……測定量、U1〜U6……操作量、ＹR１〜Ｙ
R２……目標値、ε１〜ε２……制御量と目標値
の差、U′c1〜U′c6……操作変数、１……心線、１
７……押出機、２８……移動可能な冷却器、１９
……シリンダ、２１……クロスヘツド、１６……
プレヒーター、２０……スクリユー、２３−３〜
４……シリンダヒータ、２４−１〜２……クロス
ヘツドヒータ。
押出ラインの説明図、第３〜４図は該ラインに設
けられた押出機の部分説明図、第５図は該制御対
象へ本発明を適用した自動制御方式のブロツクダ
イヤグラム、第６図は該方式の動作フローチヤー
ト、第７図は該方式による制御量の設定値とその
制御結果値を示すグラフである。 １０……押出ライン、Y1〜Y2……制御量、Y1
〜Y7……測定量、U1〜U6……操作量、ＹR１〜Ｙ
R２……目標値、ε１〜ε２……制御量と目標値
の差、U′c1〜U′c6……操作変数、１……心線、１
７……押出機、２８……移動可能な冷却器、１９
……シリンダ、２１……クロスヘツド、１６……
プレヒーター、２０……スクリユー、２３−３〜
４……シリンダヒータ、２４−１〜２……クロス
ヘツドヒータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ポリオレフイン樹脂および発泡剤を含む発泡
絶縁体組成物を押出機に供給し、該押出機へ連続
的に送給される心線上に前記組成物を前記発泡剤
の分解温度以上の温度で押出被覆し、次いで冷却
器を通過せしめることにより発泡絶縁体の外径お
よび静電容量をそれぞれ所定の値に制御する発泡
絶縁電線の押出ライン制御方式において、前記外
径および静電容量等の複数の制御量 【式】 と、該押出機のシリンダ温度、クロスヘツド温
度、該ヘツド中の樹脂温度および樹脂圧力のよう
な前記制御量に影響を及ぼす状態変数とから成る
複数の測定量 【式】 が、前記押出ラインのライン速度、前記押出機の
手前に設けられたプレヒータの電圧、前記押出機
のスクリユー回転数、シリンダヒータ電圧、クロ
スヘツドヒータ電圧、前記冷却器の移動距離のよ
うな前記制御量を変動させる入力パラメータとし
ての複数の操作量 【式】 （但し、ｌ、ｎ、ｍは２以上の正の整数でｎ、
ｍ≧ｌ） によつて所定の相関関係で変動する場合に、前記
制御量がその目標値 【式】 に調節されるように前記操作量を制御するにあた
り、前記目標値と前記制御量の差 【式】 を、前記目標値を与えるときの前記操作量および
前記制御量の挙動のシユミレーシヨン評価して予
じめ決定された演算要素 【式】 に乗じて算出させる操作変数 【式】 のそれぞれに積分動作を遂行した出力 【式】 を各操作量とし、 前記制御量を含む複数個の測定量 【式】 にフイードバツク動作を遂行した出力 【式】 を前記各操作量へそれぞれ印加すると共に、前記
各操作量へそれぞれ供給される前記出力Uc−前
記出力UFの和出力が所定の範囲を越えるとき
に、前記積分動作をそれぞれ停止させることを特
徴とした発泡絶縁電線の押出ライン制御方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57040544A JPS58175218A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 発泡絶縁電線の押出ライン制御方式 |
| US06/473,506 US4585603A (en) | 1982-03-15 | 1983-03-08 | Method for controlling an extrusion line for foamed insulation cables involving use of a plurality of generated and measured electrical signals |
| DE8383102559T DE3382405D1 (de) | 1982-03-15 | 1983-03-15 | Vorrichtung zum regeln einer extrudieranlage zum ummanteln von kabeln mit kunststoffschaum. |
| EP83102559A EP0089060B1 (en) | 1982-03-15 | 1983-03-15 | System for controlling an extrusion line for foamed insulation cables |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57040544A JPS58175218A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 発泡絶縁電線の押出ライン制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175218A JPS58175218A (ja) | 1983-10-14 |
| JPS6113331B2 true JPS6113331B2 (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=12583386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57040544A Granted JPS58175218A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 発泡絶縁電線の押出ライン制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175218A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6420120A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Sekisui Chemical Co Ltd | Measured data display device in plastic extrusion molding line |
| JP2825592B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1998-11-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属線被覆設備の制御装置 |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57040544A patent/JPS58175218A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175218A (ja) | 1983-10-14 |
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