KR0157135B1 - 프로세스라인의 장력제어장치 - Google Patents

프로세스라인의 장력제어장치

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KR0157135B1
KR0157135B1 KR1019950036841A KR19950036841A KR0157135B1 KR 0157135 B1 KR0157135 B1 KR 0157135B1 KR 1019950036841 A KR1019950036841 A KR 1019950036841A KR 19950036841 A KR19950036841 A KR 19950036841A KR 0157135 B1 KR0157135 B1 KR 0157135B1
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켄타로 야노
요시히사 미타
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기타오카 다카시
미쓰비시덴키가부시키가이샤
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Abstract

루퍼내에 운반되는 스트립의 장력변동을 억제하고 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있는 프로세스라인의 장력제어장치를 제공한다.
별도 입력되는 스트립(1)의 판폭, 폭두께, 밀도, 밀 루퍼 L의 캐리지(3)의 높이 등의 데이터로부터, 보상연산기(16)에 의한 루퍼(L)내에 축적된 스트립(1)의 관성능률을 연산해서 이 관성능률에 따라 속도제어기(13)의 게인을 연산보상기(16)에 의해 조정해서, 스트립(1)의 변동에 따라 속도제어기(13)의 응답특성이 추종하도록 해서 스트립(1)의 장력을 일정하게 한다.

Description

프로세스라인의 장력제어장치
제1도는 이 발명의 실시예 1의 구성을 표시하는 구성도.
제2도는 이 발명의 실시예 2의 구성을 표시하는 구성도.
제3도는 이 발명의 실시예 3의 구성을 표시하는 구성도.
제4도는 이 발명의 실시예 3의 속도 제어기(13))의 구체적 구성을 표시하는 블록도.
제5도는 이 발명의 실시예 5의 구성을 표시하는 구성도.
제6도는 이 발명의 실시예 6의 구성을 표시하는 구성도.
제7도는 이 발명의 실시예 7의 구성을 표시하는 구성도.
제8도는 종래의 장력 제어장치의 1예를 표시하는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스트립 2 : 헬퍼롤
3 : 캐리지 4 : 드럼
4a : 와이어 5 : 모터(위치제어수단)
6 : 속도제어장치(위치제어수단) 7 : 위치연산기(위치제어수단)
8 : 보상기(위치제어수단) 9 : 속도보상기(속도제어수단)
10,27 : 장력 검출기(장력검출수단) 11 : 검출기(위치검출수단)
12 : 모터(속도제어수단) 13 : 속도제어기(속도제어수단)
14 : 속도지령기(속도제어수단) 15 : 속도설정기(속도제어수단)
16,16A : 보상연산기(연산수단, 보상수단) 17,26,28 : 보상기(보상수단)
30 : 롤 32 : 연산기(연산수단)
L : 루퍼 D1: 연산기(위치제어수단)
D2: 연산기(속도제어수단)
이 발명은 철강생산라인등의 프로세스라인에 루퍼를 설치해서 철강등의 스트립의 창력을 제어하는 프로세스라인의 장력제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 프로세스라인에서 강재등의 스트립의 장력치는 이것이 변화했을때는 제품의 판두께의 정밀도, 표면처리의 균일성등에 미치는 영향이 크기때문에, 여러 가지의 외란이 있어도 일정치로 유지하면서 연속가공해야된다. 이 때문에 코일삽입시, 용접시등에 생기는 프로세스라인의 전단의 운전장치가 생겨도 프로세스 섹션이 조업을 중지하지 않도록 루퍼를 설치해 루퍼중에재료를 저장하고 전단에 단시간의 운전정지가 생겨도 가공을 연속적으로 할 수 있도록 한 장력 제어장치가 널리 사용되고 있다.
제8도는 이와같이 루퍼를 설치해서 프로세스라인의 장력제어를 하는 종래의장력제어장치의 한 예를 표시하는 구성도이다.
도면에서, 1은 강재등의 스트립, L은 스트립(1)을 저장하는 루퍼이다. 2는루퍼(L)의 헬퍼롤이고, 하측에 4개, 상측에 3개 설치되어 당해 상하의 헬퍼롤(2)사이에서 스트립(1)이 루프를 형성해서 저장하도록 되어있다.
또 헬퍼롤(2)은, 재료운송이 원활하게 되도록 구동된다. 3은 스트립(1)의 루프량을 조정하는 루퍼(L)의 캐리지이고, 이 캐리지(3)에는 상측의 3개의 헬퍼롤(2)가 부착되어 있다.
4는 캐리지(3)의 높이를 조정하기 위한 드럼, 4a는 캐리지(3)를 현수하는 와이어, 5는 드럼(4)를 구동하는 모터, 6은 모터(5)의 속도를 제어하는 속도제어장치, 11은 모터(5)의 축단에 부착된 펄스발진기를 사용한 캐리지(3)의 위치를 검출하기 위한 검출기, 7은 검출기(11)의 출력으로부터 캐리지(3)의 위치를 연산하는 위치연산기이다.
10은 루퍼(L)내에 설치된, 스트립(1)의 장력을 검출하는 장력검출기, D1은 장력검출기(10)가 검출한 장력과 설정장력치 T*과의 차를 연산해서 출력하는 연산기 8은 스트립(1)의 장력을 제어하기 위한 보상 연산을 하는 보상기, 12는 헬퍼롤(2)을 구동하는 모터이고, 7개의 헬퍼롤(2)에 개별적으로 대응시켜서 7개가 설치되어 있다. 13은 모터(12)의 속도를 제어하는 속도제어기이고, 7개의 모터(12)에 개별적으로 대응시켜서 7개가 설치되어 있다. 15는 스트립(1)의 목표속도를 설정하는 속도설정기, 14는 속도설정기(15)에 의해 설정된 설정속도에 따라 7개의 모터(12)에 각각의 구동속도지령 신호 V1∼V7을 각각 출력하는 속도지령기, 9는 속도설정기(15)로 설정한 설정속도에 따라 모터(12)의 회전속도를 보상하는 속도보상기, D2는 속도보상기(9)와 위치연산기(7)의 출력신호의 차를 연산해서 출력하는 연산기이다.
다음 동작에 대해 설명한다. 루퍼(L)에 운송된 스트립(1)은 루퍼(L)의 헬퍼롤(2)에 의해 유도되고, 하측의 헬퍼롤(2)과 상측의 헬퍼롤(2) 사이에 루프를 형성해서 루퍼(L)내에 축적된다. 캐리지(3)는 드럼(4)에 감겨지는 와이어(4a)를 통해서 모터(5)에 의해 상하로 이동하고 루퍼(L) 내의 스트립(1)의 축적량을 변화시킨다.
이 스트립(1)의 루퍼(L)내에의 축적량의 제어는 다음과 같이 행하여진다.
우선 캐리지(3)의 위치는 모터(5)의 회전에 의해 결정되므로, 검출기(11)에서 모터(5)의 회전수를 검출하고, 위치연산기(7)로 이 회전수를 연산해서 캐리지(3)의 위치신호로서 출력된다. 이 위치신호와 속도보상기(9)의 지령치의 차에 따라 속도제어기(13)에 의해 모터(12)의 회전속도를 제어하고 이에 따라 헬퍼롤(2)의 회전을 제어하고 스트립(1)의 운송량을 제어함으로써 스트립(1)의 축적량이 제어된다.
한편, 장력검출기(10)에 의해 스트립(1)의 장력을 검출하고, 연산기 D1에 의해 이 실제의 장력치와 설정 장력치 T*와의 차를 구하고, 보상기(8)에 의해 이 차 신호에 따른 보상신호를 연산하고 이 보상신호에 따라 속도제어장치(6)로 모터(5)를 제어해서 이에 따라 스트립(1)의 장력을 항상 설정장력 T*와 같게 되도록 제어한다.
종래의 프로세스라인의 장력제어장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 각 제어보상기는 어느 특정한 상태를 전제로 해서 설정한 것이기 때문에 스트립의 사이즈의 변화나 루퍼의 위치의 변화 라인의 가감속시의 헬퍼롤의 속도제어응답의 변화등에 의해 루퍼중에 운송되는 스트립에 장력변동이 발생해서 제품품질에 악영향을 미친다는 문제점이 있었다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 된 것으로 제 1의 목적은 캐리지의 높이 스트립의 판폭, 판의 두게, 밀도 등의 변화에 의해 루퍼중의 스트립의 관성능률이 변화해도 이 관성능률의 변화에 대응해서 헬퍼롤의 속도 응답을 일정하게 유지하도록 보상해서, 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력 변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력 제어장치를 얻는 것이다.
이 발명의 제2의 목적은, 캐리지의 높이 스트립의 판폭 판두께, 밀도 등의 변화에 의한 루퍼중의 스트립의 관성능률이 변화해도 이 관성 능륭의 변화에 대응해서 캐리지의 위치 제어의 응답을 일정하게 유지하도록 보상해서 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력 제어장치를 얻는 것이다.
이 발명의 제3의 목적은, 헬퍼롤의 가감속중은 이론부하 모델에 의한 가감속 지령신호를 각 헬퍼롤을 구동하는 모터에 공급해서 각 헬퍼롤의 속도의 균일성을 향상시켜 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력 변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력 제어장치를 얻는 것이다.
이 발명의 제4의 목적은 캐리지의 가감속중은 이론부하 모델에 의한 가감속 지령신호를 캐리지를 구동하는 모터에 공급해서 루퍼중에 운송되는 스트립의 장려변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력제어장치를 얻는 것이다.
이 발명의 제5의 목적은 루퍼의 입구측과 출구측의 장력치에 따라 속도제어수단의 속도제어치를 보상해서 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제해서 우수한 제품 성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력제어장치를 얻는 것이다.
이 발명의 제6목적은 캐리지를 현수하는 와이어의 장력치에 따라 이 캐리지를 구동하는 모터의 제어치를 보상해서 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력제어장치를 얻는 것이다.
이 발명의 제7의 목적은, 캐리지에 연동해서 회전하는 롤의 회전량을 검출해서 이 캐리지의 위치를 연산해서 이 연산치에 따라 헬퍼롤의 구동속도를 보상함으로써, 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력 변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현하는 장력제어장치를 얻는 것이다.
청구항 1의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어장치는, 속도제어수단 및 위치제어수단 중의 어느 것인가의 응답특성 또는 출력제정치를 보상하는 보상수단을 구비한 것이다.
청구항 2의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어장치는 루퍼내에 저축된 스트립의 관성능률을 연산하는 연산수단과, 이 연산수단이 연산한 상기 스트립의 관성능률에 따라 헬퍼롤의 회전속도를 제어하는 속도 제어수단의 응답특성을 보상하는 보상수단을 설치하는 것이다.
청구항 3의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어 장치는 루퍼내에 저축된 스트립의 관성 능률을 연산하는 연산수단과, 이 연산수단이 연산한 상기 스트립의 광성능률에 따라 캐리지의 위치를 제어하는 위치제어수단의 응답특성을 보상하는 보상수단을 설치한 것이다.
청구항 5의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어장치는 헬퍼롤의 회전속도를 제어하는 속도제어수단의 상기 헬퍼롤에 대해 가감속 지령신호를 검출해서 이 가감속 지령신호에 의한 상기 캐리지가 가감속중은 상기 위치제어수단의 그 2 자유도 제어회로의 이론부하 모델 제어계통의 가감속 지령신호를 상기 헬퍼롤에 공급하도록 제어하는 보상수단을 설치한 것이다.
청구항 6의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어장치는 루퍼의 적어도 입구측과 출구측에 설치된 스트립의 장력을 검출하는 장력검출수단과 이 입구측과 출구측의 장력 검출수단이 검출한 상기 스트립의 장력치에 따라 헬퍼롤의 회전속도를 제어하는 속도제어수단의 속도제어치를 보상하는 보상수단을 설치한 것이다.
청구항 7의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어장치는 캐리지의 위치를 검출하는 위치제어수단이 상기 캐리지를 현수하는 와이어와 이 와이어의 장력을 검출하는 장력검출수단과, 이 와이어를 감는 드럼고, 이 드럼을 구동하는 모터와, 이 모터를 제어하는 제어장치와, 상기 장력검출수단이 검출한 장력치에 따라 상기 제어장치의 상기 모터의 제어치를 보상하는 보상수단을 구비한 것이다.
청구항 8의 발명에 관한 프로세스라인의 장력제어장치는 헬퍼롤의 회전속도를 제어하는 속도제어수단이 캐리지의 이동과 함께 회전하는 롤과, 이 롤의 회전량을 검출하는 검출기와, 이 검출기의 출력치로부터 상기 캐리지의 위치를 연산하는 연산수단과, 이 연산수단의 출력치에 따라 상기 헬퍼롤의 회전속도를 보상하는 보상수단을 구비한 것이다.
청구항 1의 발명에서의 보상수단은 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제하도록 작용한다.
청구항 2의 발명에서의 프로세스라인의 장력제어장치는 스트립의 관성능률에 따라서 속도제어수단의 응답특성을 보상함으로써 헬퍼롤의 속도응답성이 스트립의 속도변화와 조화해서 변화하고, 이로인해 스트립의 장력을 일정하게 유지할 수가 있다.
청구항 3의 발명에서의 프로세스라인의 장력제어장치는 스트립의 관성능률에 따라 위치제어수단의 응답특성을 보상함으로써, 캐리지의 위치에 관계없이
루퍼의 제어응답을 일정하게 유지할 수 있어, 이로인해 스트립의 속도변화와 조화시켜서 캐리지를 이동시켜서 스티립의 장력을 일정하게 유지할 수가 있다.
청구항 4의 발명에서의 프로세스라인의 장력제어장치는 헬퍼롤의 가감속중은 속도제어수단의 2 자유도 제어회로의 이론부하 모델제어계통의 가감속 지령에 의해 헬퍼롤을 제어하므로 노이즈에 영향받지 않고 헬퍼롤의 속도제어 응답특성을 높일 수가 있고 각 헬퍼롤의 지령신호에 대한 추종정을 높여서 각 헬퍼롤의 속도를 고르게 할 수가 있고 이로인해 스트립의 장력을 일정하게 유지할 수가 있다.
청구항 5의 발명에서의 프로세스라인의 장력제어장치는 캐리지의 가감속 중에는 위치제어 수단의 2 자유도 제어회로의 이론 부하 모델 제어계통의 가감속 지령에 의해 캐리지를 제어하므로, 노이즈에 영향되지 않고 캐리지의 위치제어응답성을 높일 수가 있고, 캐리지의 지령신호에 대한 추종성을 높여서 이로인해 스트립의 장력을 일정하게 유지할 수가 있다.
청구항 6의 발명에서의 프로세스라인의 장력 제어장치는 루퍼의 입구측과 출구측의 장력 검출수단이 검출한 스트립의 장력치에 따라서 헬퍼롤의 속도제어치를 보상함으로써, 루퍼의 입구측과 출구측의 스트립의 장력을 같게 유지할 수가 있다.
청구항 7의 발명에서의 프로세스라인의 장력제어장치는, 캐리지를 현수하는 와이어의 장력에 따라 캐리지의 위치제어를 보상하므로 캐리지의 추종성이 개선되어 스트립의 장력을 일정하게 유지할 수가 있다.
청구항 8의 발명에서의 프로세스라인의 장력제어장치는, 캐리지의 이동과 함계 회전하는 롤의 회전량에 다라, 캐리지의 위치를 연산함으로써, 캐리지의 위치를 정확하게 파악할 수가 있고, 나아가서는 스트립의 장력을 정확하게 그리고 일정하게 유지할 수가 있다.
[실시예 1]
이하, 이 발명의 한 실시예를 도면에 따라 설명한다. 또 이하의 모든 실시예에 관한 도면에서 제8의 종래에 내지 당해 실시예보다 앞에서 설명한 실시예의 구성요소와 같은 구성요소에는 제8도 및 그전에 설명한 실시예와 동일부호를 붙어서 그 설명을 생략한다.
제1도는 이 발명의 실시예1의 구성을 표시하는 구성도이다. 도면에서 I1은 스트립(1)의 판폭(W), 판두계(T), 밀도(σ)등의 데이터를 입력하는 입력단자, 16은 검출기(11)에 의해 검출한 캐리지(3)의 위치와 입력단자 I1으로부터 입력되는 스트립(1)의 판폭(W), 판두께(T), 밀도(σ)에 따라 헬퍼롤(2)의 속도제어기(13)의 게인 보상을 하는 연산기(연산수단, 보상수단)이고, 7개의 속도제어기(13)에 개별적으로 대응시켜서 7개 설치되어 있다. 또 드럼 4, 와이어(4a), 모터(5), 속도제어장치(6), 위치연산기(7), 보상기(8) 및 검출기(11) 및 연산기(D1)은 위치제어수단을 구성하고, 모터(12), 속도제어기(13), 속도지령기(14), 속도설정기(15), 속도보상기(1) 및 연산기(D2)는 속도제어 수단을 구성한다.
다음, 동작에 대해 설명하낟. 루퍼(L)는 항상 캐리지(3)의 위치제어과 스트립(1)의 장력제어를 하고 있고, 예를 들면 코일교체에 따른 캐리지(3)의 상승시(또는 하강시)에는 스트립(1)을 저장해(송출해서)나가도록 제어하는데 이때 헬퍼롤(2)을 각각 가속(감속)해서 장력변동을 일츠키지 않도록 제어하지 않으면 안된다. 그러나 종래의 장력 제어장치에서는 각 속도제어기(13)의 속도 제어게인을 어느 고정치에 설정하고 있기 때문에, 스트립(1)의 재료사이즈등의 기계정수의 변화에 따라 루퍼(L)의 응답성이 변화해서 결과적으로 루퍼(L)의 전단과 후단간의 스트립(1)의 속도변화와 이 응답성의 변화의 협조가 않되어 장력 변동을 일으켜 버리를 경우가 있었다.
이와 같은 현상을 방지하기 위해 본 실시예에서는, 캐리지(3)의 위치를 검출기(11) 및 위치 연산기(7)로 검출하는 동시에, 스트립(1)의 판폭(W), 판두께(T), 밀도(σ)를 보상 연산기(16)에 입력하고, 보상연산기(16)로 속도제어기(13)의 게인 보상을 해서, 헬퍼롤(2)이 항상 일정한 응답성을 갖도록 제어한다.
스트립(1)의 스트랜드 한가닥에 대해 헬퍼롤(2)을 한 대구동했을 때, 캐리지(3)의 하측의 헬퍼롤(2)에 대한 높이를(L), 헬퍼롤(2)의 록직경을(DH)라고 하면, 헬퍼롤(2)이 지지하고 있는 기계측의 관성능률 GD1 2는 다음과 같이 된다.
본 실시예에서는 상기한 계산을 보상연산기(16)로 하고 계산치를 (2)의 각 속도제어기(13)의 게인보상으로서 사용한다.
가령 스트랜드 N개에 대해 헬퍼롤(2)을 한 대 구동했을 때 게인 보상량을 하기와 같이 된다.
이상과 같이 해서 전관성 능률 GD2의 보정을 함으로써 스트립(1)의 생산라인의 가감속시의 토크계산을 적절히 할 수가 있다. 따라서 캐리지(3)의 위치가 어디에 있어도, 각 헬퍼롤(2)의 속도 제어응답을 일정하게 유지할 수가 있다.
결과적으로 루퍼(L)의 전단과 후단의 스트립(1)의 속도변화와 협조한 상태에서 헬퍼롤(2)의 가감속을 할 수 있고, 스트립(1)에 장력변동이 발생하지 않는다.
[실시예 2]
제2도는 이 발명의 실시예2의 구성을 표시하는 구성도이다.
도면에서 I2는 루퍼(L)가 지지하고 있는 스트랜드수를 입력하는 입력단자, 16A는 검출기(11)에 의해서 검출된 캐리지(3)의 위치와, 입력단자(1)로부터 입력된 스트립(1)의 판폭(2), 판의 두께(T), 밀도(σ)와 루퍼가 지지하고 있는 스트랜드수에 따라 속도제어장치(6)의 게인보상치를 산출하는 보상연산기(연산 수단, 보상수단)이다.
다음 동작에 대해 설명한다. 우선 캐리지(3)의 위치를 검출기(11) 및 위치연산기(1)로 검출하는 동시에, 입력단자 I1으로부터 스트립(1)의 판폭(W), 판두께(T), 밀도(σ) 및 입력단자 I2로부터 스트랜드수를 보상연산기(16A)에 입력한다.
캐리지(3)의 높이를(L), 캐리지(3)가 지지하는 스트랜드수를 n라고 하면, 스트랜드의 중량(M)은
가 된다. 드럼(4)의 드럼 직경을 DL라고 하면 모터(5)에 걸리는 스트립분의관정능률 GD2 2은
이 된다.
본 실시예에서는 상기한 계산을 보상연 산기(16A)에서 실시하고 게산치에 따라 속도제어장치(6)의 게인 보상을 함으로써 스트립(1)의 생산라인의 가감속시의 토크계산을 적절하게 할 수가 있다. 따라서 캐리지(3)의 위치가 어디에 있어도 루퍼(L)의 제어응답을 일정하게 유지할 수가 있다.
결과적으로 루퍼(L)의 전단과 후단의 스트립(1)의 속도변화와 협조한 상태에서 헬퍼롤(2)의 가감속을 할 수가 있고, 스트립(1)에 장력변동이 발생하지 않는다.
[실시예 3]
제3도는 이 발명의 실시예 3의 구성을 표시하는 구성도이다. 도면에서 17은 속도제어기(13)의 출력을 제어하는 보상기(보상수단)이고, 각 속도제어기(13) 마다에 설치되어 있다.
또 본 실시예의 속도제어기(13)는 2자유도 제어회로를 사용하고 있다.
2자유도 제어회로를 사용한 속도제어기(13)의 구체적 구성은 제4도의 블록도에 표시된다. 도면에서, I3는 속도 지령기(14) 및 연산기 D2의 출력이 인가되는 입력단자, D3. D5는 각각 입력되는 2 입력간의 차를 연산해서 출력하는 연산기, 17a는 연산기 D3로부터 출력되는 차신호에 따라 모터(12)의 속도제어신호를 연산하는 제1의 속도제어기, 17b는 보상기(17)로부터 출력되는 보상신호에 따라 제1의 속도제어기(17a)의 출력신호와 소정의 출력신호를 절체해서 출력하는 보상기, D4는 보상기(17b)의 출력과 후술하는 제2의 속도제어기(18)의 출력을 가산해서 출력하는 연산기, 19는 연산기 D4의 출력신호에 따라 이 출력신호에 따른 전류치를 연산하는 제1의 전류제어기, 21은 제1의
전류제어기(18)의 출력신호에 따라 모터(12)의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 사이리스터장치, 23은 모터(12)의 회전수를 검출하는 속도검출기이고, 제1의 속도제어기(17a), 보상기(17b), 제1의 전류제어기(19), 사이리스터장치(21), 속도검출기(23)는 현실의 모터의 회전수를 검출해서 그것을 기준치(속도지령기(14)로부터 출력되는 속도지령신호)에 일치하도록 제어하는 제1의 제어계통을 형성한다. 또, 보상기(17b)는 제4도(2)에 표시하는 것 같은 기능을 갖고 있다. 즉 입력단자 I4로부터 입력되는 보상기(17)로부터 출력된 보상신호에 따라 입력단자 I5로부터 입력되는 제1의 속도제어기(17a)로 부터의 출력신호와 입력단자 I6에 입력되는 신호를 절환해서 출력한다.
18은 연산기 D5로부터 출력되는 차신호에 따라 모터(12)의 노이즈가 없는 이상적인 속도제어 신호를 연산하는 제2M이 속도제어기, 20은 제2의 속도제어기(18)의 출력신호에 따라 이상적인 전류제어치를 연산하는 제2의 전류제어기, 22는 모터(12) 및 헬퍼롤(2)이나 기어등의 기타의 부하를 포함한 이론 부하 모델이고, 연산기 D5, 속도제어기(18), 전류제어기(20) 및 이른 부하모델(22)은 제2의 제어계통을 형성한다.
이 2 자유도 제어방식의 특징은 통상의 모터의 속도 제어장치로서 사용되는 제1의 제어계통과는 별도로 같은 속도지령신호에 따라 속도제어치를 연산하는 제2의 제어계를 갖는데 있다.
헬퍼롤(2)이나 각종의 기어등의 부하를 갖는 모터(12)의 회전속도를 검출한 속도검출기(23)의 검출신호는 헬퍼롤(2)의 비틀림 진동등을 리플로해서 포함하므로, 제1의 속도제어기(17a)의 게인을 올리면 헌팅해버린다.
그래서 2 자유도 제어방식에서는, 제2의 제어게에 이론 부하모델(22)을 갖게 해 이상적인 노이즈가 없는 속도제어신호를 제2의 속도제어기(18)로 연산한다. 이 이상적인 속도제어신호를 제1의 전류제어기(19)에 입력해서 속도제어성을 향상시키고 있다.
다음, 동작에 대해 설명한다. 우선, 제2의 제어계의 제2의 속도 제어기(18)는 사이리스터 장치(21), 헬퍼롤(2)이나 기어등의 모터(12)의 실제의 부하를 이론 부하 모델(22)로서 조리해 이상적인 속도제어응답을 얻도록 이상적인 속도지령신호를 생성한다. 그리고, 보상기(17)는 속도지령기(14)로부터 출력되는 속도지령신호가 가감속하는 타이밍을 검출하고 이 타이밍중에는 보상기(17b)의 출력을 입력단자 I6로 부터의 신호로 전환하도록 이 보상기(17b)를 제어한다. 이로써 이속도지령신호의 가감속중에는 제1의 제어계의 제1의 속도제어기(17a)의 출력을 차단하고, 제2의 제어계의 속도제어기(18)의 출력을 가감속 토크의 지령신호를 전류제어기(19)에 준다.
이 결과, 본 실시예에서는, 헌팅을 발생시키는 일 없이 제1의 제어계의 제1의 속도제어기(17a)와 제2의 제어계의 제2의 속도제어기(18)의 쌍방의 게인을 올릴수가 있어 속도제어응답을 높일 수가 있다. 즉 각 헬퍼롤(2)의 속도지령신호에의 추종성을 향상하는 일이 가능해지고, 각 헬퍼롤(2)의 속도의 조정성을 향상해서 장력변동을 감소할 수가 있다.
[실시예 4]
실시예 3은 헬퍼롤(2)을 2자유도 제어하는 경우를 설명하였으나, 물론 모터(5)등 기타의 모터를 2자유도 제어해도 같은 효과를 얻는 것을 말할나위 없다.
[실시예 5]
제5도는 이 발명의 실시예 5의 구성을 표시하는 구성도이다.
도면에서 D6는 루퍼(L)의 입구측과 출구측에 설치된 장력검출기(장력검출수단)(10)의 출력 신호의 차를 연산해서 출력하는 연산기, 26은 연산기(D6)로부터 출력되는 차신호에 따라 각 헬퍼롤(2)의 속도를 보상하는 보상기이다.
다음 동작에 대해 설명한다. 루퍼(L)의 입구측에 설치한 장력검출기(10)의 검출치(T1)과 루퍼(L)의 출구측에 설치한 또 하나의 장력 검출기(10)의 검출치(T2)를 얻어 연산기(D6)에서 양자의 차를 연산해서 다음과 같은 출력을 보상기(26)에 입력한다.
보상기(26)는 이 차 신호에 따라 각 헬퍼롤에 대한 보상량을 다음과 같이 연산해서 출력한다. 즉 헬퍼롤(2)이 전부 N 대 있다고가정하면 ⅰ번재의 헬퍼롤(2)에 대한 보상량 Qⅰ는 다음과 같이 된다.
단, G는 게인이다.
이 값을 각 속도제어기(13)의 제어량에 가산해서, 루퍼(L)의 입구측 및 출구측의 스트립(1)의 장력을 같게해 안정시킨다.
[실시예 6]
제 6도는 이 발명의 본 실시예 6의 구성을 표시하는 구성도이다. 도면에서 27은 드럼(4)과 캐리지(3)사이의 와이어(4a)의 장력을 검출하는 장력검출기, D7은 장력검출기(27)에서 검출한 와이어(4a)의 실제의 장력치와 그 이상의 장력치 Tc*의 차를 연산해서 출력하는 연산기, 28은 연산기(D7)의 출력치에 따라 루퍼(L)의 속도를 보상하는 토크분 보상량 신호를 속도제어장치(6)에 출력하는 보상기이다. 본 실시에는 장력의 검출수단을 보다 발생측에 설치함으로써 장력제어의 응답성을 개선하는 것이다.
다음 동작에 대해 설명한다. 캐리지(3)를 구동하는 와이어(4a)는 통상신축하기 힘든 것을 사용하고 있으나, 그래도 캐리지(3)의 구동시에는 신축하고, 와이어(4a)의 장력을 변동한다. 이 장력변동은 캐리지(3)의 위치제어 및 토크제어의 방해가 되고, 스트립(1)의 장력 제어를 곤란한 것으로 만들어버린다.
이 실시에는 와이어(4a)의 이상적인 장력치 Tc*와 장력검출기(27)의 검출치를 비교해서 보상기(28)로 연산한 토크분 보상량을 속도제어장치(6)의 제어신호에 가산한다.
즉 스트립(1)의 장력제어의 마이너 루프로서 와이어(4a)의 장력제어를 해서 스트립(1)의 장력제어응답을 향상시킨다.
[실시예 7]
제 7도는 이 발명의 실시예 7의 구성을 표시하는 구성도이다. 도면에서 30은 루퍼(L)의 캐리지(3)의 위치검출용 롤, 29는 롤(30)과 캐리지(3)를 연결하는 와이어, 31은 롤(30)의 축에 부착한 회전검출기, 32는 회전검출기(31)로부터 출력되는 회전수치에 따라 캐리지(3)의 위치를 산출하는 연산기(연산수단)이다.
다음, 동작에 대해 설명한다. 종래의 장력 제어장치에 있어서는 제8도에 표시한 바와 같이, 캐리지(3)의 위치를 모터(5)의 축단에 부착한 위치 검출기(11)로, 모터(5)의 회전수로부터 검출하고 있다. 그러나, 종래 방식에서는 모터(5)의 축단과 캐리지(3)는 물리적으로 떨어져 있고, 충분한 캐리지(3)의 위치의 검출 정밀도가 얻을 수가 없었다.
이 실시예에서는, 캐리지(3)에 부착한 와이어(29)와 캐리지(3)의 위치검출 전용으로 부착한, 롤(30)에서, 캐리지(3)의 이동량을 회전량으로 변화하고, 회전검출기(31) 및 연산기(32)로 캐리지(3)의 정확한 위치를 검출할 수가 있다.
따라서 모터(5)를 통하지 않고 실제의 캐리지(3)의 위치를 직접 검출할 수가 있다.
또 상술한 실시예 1∼7에 있어서는 캐리지(3)를 한 대, 헬퍼롤(2)을 7개 설치한 경우에 대해 설명하였으나, 캐리지 및 헬러롤의 대수는 이에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 기술사상을 적용함으로써 상술한 것과 같은 효과가 얻어진다.
이상과 같이, 청구항 1의 발명에 의하면, 프로세스 라인의 장력제어장치가 속도제어수단 및 위치제어수단 중 어느 것인가의 응답 특성 또는 출력제어치를 보상하는 보상수단을 구비하고 있으므로, 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제하고 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현시킬 수가 있다.
청구항 2의 발명에 의하면 스트립의 관성능률에 딸 속도제어 수단의 응답특성을 보상하도록 구성하였으므로, 헬퍼롤의 속도 제어응답을 일정하게 유지할 수가 있어 이로인해 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스 라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
청구항 3의 발명에 의하면 스트립의 관성능률에 따라 위치제어수단의 응답특성을 보상하도록 구성하였으므로, 캐리지의 위치제어응답을 일정하게 유지할 수가 있어 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제하고, 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
청구항 4의 발명에 의하면, 헬퍼롤의 가감속중은 속도제어수단의 2자유도 제어회로의 이른 부하 모델제어 계통의 가감속 지령에 의해 헬퍼롤을 제어하도록 구성하였으므로, 각 헬퍼롤의 지령신호에 대한 추종성을 높여서 각 헬퍼롤의 속도를 조정해 맞추는 성질을 향상할 수 있어 이로인해 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력 변동을 억제해서, 우수한 제품, 성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
청구항 5의 발명에 의하면, 캐리지의 가감속중은 우치제어수단의 2 자유도 제어회로의 이론 부하 모델제어계통의 가감속지령에 의해 캐리지를 제어하도록 구성하였으므로, 캐리지의 지령신호에 대한 추조성을 높여서 이로인해 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
청구항 6의 발명에 의하면 루퍼의 입구측과 출구측의 장력검출수단 이 검출한 스트립의 장력치에 따라서, 헬퍼롤의 속도 제어치를 보상하도록 구성하였으므로, 루퍼의 입구측과 출구측의 스트립의 장력을 같게 유지할 수가 있고, 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 억제해서 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스 라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
청구항 7의 발명에 의하면, 캐리지를 현수하는 와이어의 장력에 따라, 캐리지의 위치제어를 보상하도록 구성하였으므로, 캐리지의 추종성이 개선되어 루퍼중을 운송되는 스트립의 장력 변동을 억제하고, 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
청구항 8의 발명에 의하면, 캐리지의 이동과 함께 회전하는 롤의 회전량에 따라 캐리지의 위치를 연산하도록 구성하였으므로 캐리지의 위치를 정확하게 파악할 수 있고, 나아가서는 루퍼중에 운송되는 스트립의 장력변동을 정확하게 억제하고, 우수한 제품성능을 얻을 수 있는 프로세스라인을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 헬퍼롤간에 스트립을 축적하는 루퍼와 상기 헬퍼롤의 회전속도를 제어하는 속도제어수단과, 상기 헬퍼롤의 적어도 일부를 부착한 캐리지의 위치를 제어하는 위치제어수단을 구비한 프로세스라인의 장력제어장치에 있어서, 상기 속도제어수단 및 위치제어수단 중 어느 것인가의 응답특성 또는 출력 제어치를 보상하는 보상수단을 구비한 것을 특징으로 하는 프로세스라인의 장력제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 루퍼내에 축적된 스트립의 관성능률을 연산하는 연산수단을 구비하고, 보상수단은 상기 연산 수단이 연산한 상기 스트립의 관성 능률에 따라서 상기 속도 제어수단의 응답특성을 보상하는 프로세스라인의 장력제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 루퍼내에 축적된 스트립의 관성능률을 연산하는 연산수단을 구비하고, 보상수단은 상기 연산수단이 연산한 상기 스트립의 관성능률에 따라 상기 위치제어수단의 응답특성을 보상하는 프로세스라인의 장력제어장치.
  4. 제1항에 있어서,속도제어수단은 헬퍼롤의 개개의 회전속도를 제어하는 2 자유도 제어회로를 갖고, 보상수단은 속도제어수단의 상기 헬퍼롤에 대한 가감속 지령신호를 검출하고, 이 가감속 지령신호에 의한 상기 헬퍼롤의 가감속중은 상기 속도제어수단이 상기 2 자유도 제어회로의 이론부하 모델 제어계통의 가감속 지령신호를 상기 헬퍼롤에 공급하도록 제어하는 프로세스라인의 장력제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 위치 제어수단은 캐리지의 위치를 제어하는 2 자유도회로를 갖고, 보상수단은 상기 위치 제어수단의 상기 캐리지에 대한 가감속 지령신호를 검출하고 이 가감속 지령신호에 의한 상기 캐리지의 가감속중은 상기 위치제어수단이 상기 2 자유도 제어회로의 이론 부하 모델제어계통의 가감속 지령신호를 상기 캐리지에 공급하도록 제어하는 프로세스라인의 장력제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 루퍼의 적어도 입구측과 출구측에 설치된 상기 스트립의 장력을 검출하는 장력검출수단을 구비하고, 보상수단은 상기 입구측과 출구측의 장력검출수단이 검출한 상기 스트립의 장력치에 따라 상기 속도제어수단의 속도제어치를 보상하는 프로세스라인의 장력제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 위치제어수단은, 캐리지를 현수하는 와이어와, 상기 와이어의 장력을 검출하는 장력검출수단과, 상기 와이어를 감는 드럼과 상기 드럼을 구동하는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 보상수단은 상기 장력검출수단이 검출한 장력치에 따라서 상기 제어장치의 상기 모터의 제어치를 보상하는 포르세스라인의 장력제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 속도제어수단은 캐리지의 이동과 함께 회전하는 롤과 상기 롤의 회전량을 검출하는 검출기와, 상기 검출기의 출력치로부터 상기 캐리지의 위치를 연산하는 연산수단을 구비하고, 보상수단은 연산수단의 출력치에 따라 상기 헬퍼롤의 회전속도를 보상하는 프로세스라인의 장력제어장치.
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