JPS63306155A - 張力制御によるカテナリ−量制御方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、例えば酸洗設備やコーティングラインなど
の鋼板用処理セクションの液槽における鋼帯のカテナリ
ー量制御方法に関するもである。

［従来の技術］ 第２図に従来のカテナリー制御方法の一例として、カテ
ナリー量の変化の検出に電磁センサーを用いたものを示
す。

第２図の如く、鋼帯（１）はダムスキッド（２）で支持
され液槽（３）（例えば酸洗槽）内でカテナリー部（４
）を形成している。この銅帯（１）のカテナリー量の変
化、即ちカテナリー深さＤの変化は、液槽内（３）の液
中（５）に設置された電磁センサー（６）により直接に
位置変化として検出され、その検出信号によりブライド
ルロール、ピンチロール等の鋼帯搬送ロールを速度制御
（ＡＳＲ）する。

第３図にその制御系統図を示す。

入側ブライドルロール（７）の駆動モータ（８）は、入
側速度制御器（９）によって駆動制御されるが、その速
度制御は、速度設定器（１０）によるライン速度指令と
後述の電磁センサー（δ）による速度フィードバック信
号とを組合せて行われる。

また、出側のブライドルロール（１１）の駆動モータ（
１２）は、出側速度制御器（１３）によフて、速度設定
器（１０）によるライン速度指令と、速度検出発電機（
１４）からの速度フィードバック信号とを組合せた速度
制御で駆動されている。

カテナリー深さの変化△Ｄが検出されると、電磁センサ
ー（６）は検出変化△Ｄに対応する速度変化△■を入側
速度制御器（９）に与え、銅帯搬送速度■を制御するこ
とによりカテナリー深さＤを目標値Ｄゞに修正する。　
　　　　− また、第４図に従来は理論上可能とされていた張力制御
によりカテナリー量制御を行う方法を示す。この方法は
カテナリー深さの検出に張力センサー（張力検出器）を
用いたものである。

図において、カテナリー部（４）の下には張力センサー
（１５）が設置され、この張力センサー（１５）がカテ
ナリー部（４）の実張力Ｔ１を検出することにより、カ
テナリー深さＤの変動が張力の変動として検出される。

速度制御装置（９）は、速度設定器（１０）によるライ
ン速度指令と、張力設定器（１６）による基準張力指令
及び張力センサー（１５）のフィードバック信号とを組
合せた張力制御付速度制御により駆動モータ（８）を制
御する。また、出側の制御系については前述第３図の電
磁センサーを用いた方法と同様である。

張力センサー（１５）によりカテナリー部（４）の張力
の変動が検出されると、速度制御装置（９）は入側ブラ
イドルロール（７）の張力制御を行い、実張力Ｔ１を基
準張力ＴＩ”に張力修正する。この作業によりカテナリ
ー深さＤは目標値Ｄ′に修正される。

なお、ここで基準張力Ｔ”とは、目標とするカテナリー
深さＤｌを保つための基準張力であって、下記のように
して求めることができる。

カテナリー深さＤは、 Ｄ＝ｗｓ２／８Ｔ （但し、Ｔはカテナリー部の張力、Ｓはカテナリー部の
スパン、Ｗはストリップ線密度とする）で与えられる。

ここで、カテナリー部の張力Ｔを基準張力Ｔ１゛に等し
くすると、 Ｔ、”＝ｗｓ”／８Ｄ” となり、カテナリー部の深さは設定値Ｄ１になる。

従来のカテナリー制御方法は上記のように構成され、カ
テナリー深さＤの変動は、液槽（３）内に埋設された電
磁センサー（６）によりその位置変化として直接に検出
され、その検出結果に基きカテナリー深さＤを修正する
制御方法を採っている。

或は、張力センサー（１５）によりカテナリー深さｐの
変動を張力の変動として検出する方法が考えられていた
。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来のカテナリー量制御方法における問題
点について、図面を参照して説明する。

第２図及び第３図に示した方法では、カテナリー深さＤ
の検出器として電磁センサー（６）を採用しているが、
この電磁センサー（６）は液槽（３）の液中（５）に設
置されるため、電磁センサー（６）内への液体（５）の
侵入により絶縁劣化を起しやすく、また第５図に示すよ
うな特性変化も生じやすい。

第５図は電磁センサー（６）の検出特性グラフであって
、縦軸に電磁センサー（６）の出力　（０）を、横軸に
電磁センサー（６）〜鋼帯（１）間の距離（Ｌ）を採っ
てあり、正規の検出特性を実線で、上記の液体（５）の
侵入による特性変化を点線で示しである。

また、この第５図から明らかなように、電磁センサー（
６）の検出特性はそれ自体非線形であり、特に検出距離
が犬の時の検出感度低下が著しい欠点もある。更に、第
６図の如く走行中に液中（５）の鋼ｉ’　（１）が点線
で示すように振れ動く「振り子現象」を起こすため、電
磁センサー（６）上の銅帯（１）の深さが必ずしもカテ
ナリー深さＤとは限らず、正確なカテナリー深さＤが安
定して求まらない。

一方、速度制御の面からみれば、カテナリー深さＤの変
化△Ｄは、カテナリー部（４）の前後のブライドルロー
ルの速度差Δ■を積分したもの、即ち、 △Ｄ＝ｉ△ｖｄｔ であって、第３図に示した系統図の従来の制御方法にお
いては、深さ変化ΔＤを直接に速度指令の変化△Ｖに比
例させて制御しているのであるが、△Ｄ　　［Ｌ］　と
△ｖ［ＬＴ−’］　とではディメンションが異るという
問題がある。（Ｌは長さの単位、Ｔは時間の単位とする
。） 上記のように電磁センサー（６）を用いた従来のカテナ
リー量制御方法には多くの一問題点がある。

この問題点を解決するためには、上記従来技術で第４図
に示したカテナリー量制御を張力制御で行なう方法が考
えられる。

第４図の方法によれば、カテナリー深さＤ　［ｍｉは、 Ｄ＝ｗｓ２／８Ｔ （但し、カテナリー部の張力をＴ　［ｋｇｌ、カテナリ
ー部のスパンをＳ　［ｍ］、ストリップ線密度をｗ　［
ｋｇ／ｍ］とする） なる線形な関係式で示される。

張力センサー（１５）を用いた方法、即ちカテナリー量
制御を張力制御で行なう方法は、この式の如く検出特性
が線形化できるので望ましい方法ではある。

然しながら、第７図に示すように液中（５）を走行する
鋼？（１）は、その走行速度によって正常なカテナリー
形状から崩れる（高速時の形状をｖＨ１低速時の形状を
■、で示す）、その結果、張力センサー（１５）の検出
値は誤った値を示し、正常な制御ができなくなるという
問題点がある。

このように、カテナリー量制御を張力制御で行なう方法
は検出特性の点では電磁センサー（６）を用いた方法に
比して優っているものの、実用化するには上記のような
問題点がある。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、液体（５）の存在の影響を受けることなくカテ
ナリー深さＤを正しく制御し、カテナリー挙動を安定化
できる張力制御によるカテナリー量制御方法を得ること
を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るカテナリー量制御方法では、走行するｍ
ｉがカテナリーをなす処理セクションの入側と出側との
何れか一方の側に速度制御装置によって制御される第１
の速度制御ブライドルロールを配置し、もう一方の側に
同様に速度制御装置により制御される第２の速度制御ブ
ライドルロールを配置して、前記鋼帯の搬送速度を所定
値に制御するとともに、前記カテナリー部の張力を前記
第１の速度制御ブライドルロールを制御して修正するこ
とにより前記処理セクションで所望のカテナリー量を得
るようにしたカテナリー量制御方法において、 前記第１の速度制御ブライドルロールと前記処理セクシ
ョン内方の鋼帯カテナリー部との間に、前記鋼帯に張力
制御装置により一定の張力を付与する第３のブライドル
ロールを配置し、これら第１と第３のブライドルロール
の間の前記鋼帯の実張力を検出して、その張力検出値と
前記付与張力とから演算処理により前記カテナリー部の
推定張力を求め、この推定張力と予め設定された基準張
力との張力偏差に対応する補正信号を前記第１の速度制
御ブライドルロールの速度制御系に与え、前記第１の速
度制御ブライドルロールの制御速度を補正することによ
り前記カテナリー部の実張力を基準張力に基いて修正し
てカテナリー量を制御することにより上記問題点を解決
したものである。

［作用］ この発明においては、速度制御ブライドルロールとカテ
ナリー部との間において、第３のブライドルロールによ
ってカテナリー部の鋼帯に常に一定の張力が付与される
。また、第１と第３の両ブライドルロールの間で実張力
が検出され、その張力検出値と前記一定の付与張力と設
定基準張力とが演算処理されて、カテナリー部の実張力
の推定値と、その基準張力に対する偏差とが求められる
。カテナリー量の変動値としてのこの偏差は、実張力検
出値に基くものであるから、液体の存在の影響を受ける
ことなく検出される。また、その演算による値に基いて
制御を行うので安定した制御を行える。

［実施例コ 以下、本発明の好ましい実施例について、それに使用す
る装置構成例とともに第１図に基いて説明する。なお、
図中、出側の制御系に関しては上記従来技術と同様であ
る。

図において、銅帯（１）のカテナリー部（４）の設定カ
テナリー深さＤ″に対応する基準カテナリー張力Ｔ□′
は、上記従来技術で説明したように、Ｔ、”＝ｗｓ２／
８Ｄ” である。この基準カテナリー張力Ｔ１“は、入側張力設
定器（１６）に与えられる。

鋼帯用処理セクションの液槽の入側の速度制御ブライド
ルロール系（１７）は、ブライドルロール（７）とその
駆動モータ（８）及びその速度制御装置（９）とから成
り、速度制御装置（９）による駆動モータ（８）の制御
には、速度設定器（１０）のライン速度指令と、後述の
張力補正演算処理部（２３）からの補正信号とを組合せ
た張力補正付速度制御が成される。

張力付与ブライドルロール系（１８）は、カテナリー部
（４）の鋼！　（１）に常に一定の張力Ｔ　ｔ８Ｒを付
与するものであり、ブライドルロール（１９）とその駆
動モータ（２０）及び駆動モータ（２０）のトルクを電
流一定制御により一定トルクに保持する張力制御装置（
２１）と付与張力設定器（２２）とから成り、ブライド
ルロール（１９）は、付与張力設定器（２２）の設定信
号及びモーター電流のフィードバックとを組合せて制御
（ＡＣＲ）される。

この張力付与ブライドルロール系（１８）による付与張
力ＴＴＢ、ｌの大きさは、モータートルク電流の電流値
ｌ、により決定する。また、この電流値１、は張力補正
演算処理部（２３）へも与えられる。

これら両ブライドルロール（７）　　（１９）の間の非
カテナリー部には張力センサー（１５）が設置されてお
り、この張力センサー（１５）はカテナリー部（４）の
実張力Ｔ１と付加張力ＴｉＢＲとの合成張力Ｔ２を実張
力として検出するものである。即ち、Ｔ２冨Ｔｌ　＋Ｔ
ＴＢＲ（１） である。

この張力センサー（１５）の検出値Ｔ　２Ｆ！ｌ　（＝
　７２）は、マイクロコンピュータ等による張力補正演
算処理部（２３）に人力され、実張力Ｔ１の計算による
推定値が下記のように算出される。

（１）式より ＴＩ＝Ｔ２　　ＴＴａＲ ＝Ｔ２Ｆ！１−　　ＴｒａＲ ここで、付与張力ＴＴ、Ｒは、電流値工、より、ＴＴａ
Ｒ−Ｋ・■１ （但し、Ｋは定数） であるから、実張力Ｔ１の推定値は、 Ｔ＋　＝Ｔ２−Ｂ　−Ｋ　・Ｉ　−（！ｌ）として算出
される。

更に、この張力Ｔ１の推定値と入側張力設定器（１６）
による基準張力Ｔ１“とから張力補正演算処理部（２３
）内において張力偏差△Ｔ１が下記のように求められる
。

張力偏差△Ｔ１は、 △Ｔ、＝”ｒど−Ｔ。

であるが、ここで　（Ｉり式を用いると、△Ｔ　ｒ　＝
　Ｔ　Ｉ”　　Ｔ　１ ＝Ｔ１”　　（Ｔ２Ｐ！１−Ｋ１．）　　　（ＩＩ＋）
が得られる。

張力補正演算処理部（２３）は、この偏差△Ｔ１に対応
する補正信号を速度制御装置（９）へ出力し、その時の
カテナリー実張力が設定基準張力Ｔ１“に一致するよう
に張力修正する。これにより所望のカテナリー量が得ら
れる。

上記のように構成されたカテナリー量制御方法において
は、カテナリー張力の偏差は、非カテナリー部での実張
力検出値に基いて演算により間接的に検出されるから、
カテナリー部（４）の液体の存在の影響を受けることが
ない。従りて信頼性の高い制御方法が得られる。

なお、上記実施例では張力補正付速度制御ブライドルロ
ール系（１７）及び張力付与ブライドルロール系（１８
）はそれぞれ処理セクションの入側に配置するものとし
たが、出側に配置しても良い。

また、各種制御器、演算処理部、設定器等はそれぞれ個
別の機能を果たす構成要素として説明したが、それらと
同一機能を内臓するディジタルコントローラーにて実現
しても良い。

［発明の効果］ この発明に係るカテナリー量制御方法は以上説明した通
り、カテナリー量の測定制御を実張力で行うに際し、非
カテナリー部での実張力検出値に基いてカテナリー部の
張力の変化を演算により間接的に求めるようにしたから
、カテナリー振子現象による張力検出誤差は発生せず、
−精度の良い張力偏差検出ができる。

従って、実用的な張力制御によるカテナリー量制御方法
が可能となり、カテナリー量を安定に保持する制御が行
えるという効果がある。それにより、液槽など処理セク
ション中の鋼板の挙動が安定化し、槽内鋼帯の蛇行を防
止でき、液槽による鋼板処理も均質化するという効果が
生じる。また、この方法によれば検出特性の劣る電磁セ
ンサーを用いる必要もないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す制御系統図、第２
図は従来のカテナリー量制御方法の装置構成例を模式的
に示す側面図、第３図は第２図の装置の制御系統図、第
４図は従来の他のカテナリー量制御方法を示す制御系統
図、第５図は電磁センサーの検出特性線図、第６図はカ
テナリー振子現象を示す説明図、第７図は銅帯の速度に
よるカテナリー形状を示す説明図である。 図中、（１）は銅帯、（３）は液槽、（４）はカテナリ
ー部、（５）は液体、（７）（１１）はブライドルロー
ル、（９）　（１３）は速度制御装置、（１５）は張力
検出器（センサー）　、（１９）は張力付与ブライドル
ロール、（２１）は（１９）の張力制御装置、（２３）
は張力補正演算処理部を示す。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 走行する鋼帯がカテナリーをなす処理セクションの入側
   と出側との何れか一方の側に速度制御装置によって制御
   される第１の速度制御ブライドルロールを配置し、もう
   一方の側に同様に速度制御装置により制御される第２の
   速度制御ブライドルロールを配置して、前記鋼帯の搬送
   速度を所定値に制御するとともに、前記カテナリー部の
   張力を前記第１の速度制御ブライドルロールを制御して
   修正することにより前記処理セクションで所望のカテナ
   リー量を得るようにしたカテナリー量制御方法において
   、 前記第１の速度制御ブライドルロールと前記処理セクシ
   ョン内方の鋼帯カテナリー部との間に、前記鋼帯に張力
   制御装置により一定の張力を付与する第３のブライドル
   ロールを配置し、これら第１と第３のブライドルロール
   の間の前記鋼帯の実張力を検出して、その張力検出値と
   前記付与張力とから演算処理により前記カテナリー部の
   推定張力を求め、この推定張力と予め設定された基準張
   力との張カ偏差に対応する補正信号を前記第１の速度制
   御ブライドルロールの速度制御系に与え、前記第１の速
   度制御ブライドルロールの制御速度を補正することによ
   り前記カテナリー部の実張力を基準張力に基いて修正し
   てカテナリー量を制御することを特徴とするカテナリー
   量制御方法。