KR20010063652A - Method for tension control of strip in tension leveller - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철강공정 중 스트립의 형상을 교정하는 장치인 텐션 레벨러에서의 스트립의 장력을 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립의 장력을 제어하기 위해서 스트레칭 모터에만 장력제어기를 설치한 종래의 방법과는 달리 설정장력(T2set)과 피드 백 장력(Tfbk)의 차이를 가지고 다시 부하배분을 하여 스트레칭 모터와 입측 토오크 모터에 모두 장력 입력치로 넣어 장력오차를 모든 모터에서 제어하도록 함으로써 스트립에 장력을 전달하는 모든 동력원의 힘의 균형이 이루어져서 보다 나은 장력 안정성을 확보하기에 적당하도록 한 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling the tension of a strip in a tension leveler, which is a device for correcting the shape of the strip during steel processing, and in particular, a tension controller is used only in a stretching motor to control the tension of the strip between entry and exit bridal rolls. Unlike the conventional method installed, the load is distributed again with the difference between the set tension (T2set) and the feed back tension (Tfbk), so that the tension error is controlled by all the motors as a tension input value to both the stretching motor and the side torque motor. The present invention relates to a method of controlling strip tension in a tension leveler, in which a force balance of all power sources transmitting tension to a strip is made to be suitable to secure a better tension stability.
일반적으로 압연설비에 있어서 압연된 스트립은 그 제조과정에 있어서 온도변화, 설비의 기계적 정도 부족 또는 조정 불량 등의 여러 가지 요인에 의해 스트립의 부분적인 연신 또는 반곡 등의 형상결함을 가지고 있다.In general, the rolled strip in the rolling equipment has a shape defect such as partial stretching or bending of the strip due to various factors such as temperature change, lack of mechanical accuracy of the equipment or poor adjustment in the manufacturing process.
이러한 형상불량은 제품의 외관을 손상시켜 상품가치를 저하시킬 뿐만 아니라 스트립의 가공공정에서도 통판 효율을 저하시켜 자동화를 저해하여 스트립의 2차 가공 시에도 또 다른 변형을 초래하는 등 많은 문제점을 가지고 있다. 그래서 이러한 스트립의 형상불량을 교정하는 수단으로 철강공정 중 냉간압연 이후의 공정에서는 주로 텐션 레벨러가 사용되고 있다.Such a shape defect has many problems such as not only deteriorating the appearance of the product to reduce the value of the product, but also lowering the efficiency of the plate in the strip processing process, inhibiting the automation, and causing another deformation during the secondary processing of the strip. . Therefore, the tension leveler is mainly used in the process after the cold rolling of the steel process as a means of correcting the shape defect of the strip.
텐션 레벨러 설비는 통상 다수의 스트립 형상 교정용 워크 롤인 비구동 롤과 스트립에 장력을 부여하면서 스트립을 통판시키는 브라이들 롤로 구성되어져 있다.The tension leveler facility is usually composed of a plurality of strip-shaped orthodontic work rolls and a bridle roll that passes through the strip while applying tension to the strip.
이러한 브라이들 롤의 종래의 구동방식으로는 각각의 롤을 독립된 직류모터를 사용하여 구동시키는 개별구동방식과 입출측 브라이들 롤을 유성치차를 이용하여 1개의 메인모터와 1개의 스트레칭모터만을 사용하여 구동시키는 미케니컬 타이 구동방식이 사용되고 있다.In the conventional driving method of such a bridal roll, the individual driving method of driving each roll using an independent DC motor and the entry and exit bridal roll using only one main motor and one stretching motor using planetary gears. A mechanical tie driving method for driving is used.
그러나 개별 구동 방식은 설비 비용이 고가이고, 미케니컬 타이 구동방식은 롤에 전달되는 토오크의 제어가 불충분하여 스트립의 나쁜 영향을 주는 문제점이 있다.However, the individual drive method has a high installation cost, and the mechanical tie drive method has a problem that the control of the torque transmitted to the roll is insufficient to adversely affect the strip.
도1은 일반적인 텐션 레벨러의 구성도이다.1 is a block diagram of a general tension leveler.
그래서 근래에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 일본특허(JP 86-30223, "Bridle Roll 구동장치")에 공개된 기술로서 도1에서와 같이 메인모터(9)와 스트레칭 모터(10) 외에 토오크를 고정도로 제어할 수 있도록 입측 토오크 모터(7), 출측 토오크 모터(8)와 입측 유성치차(5), 출측 유성치차(6)를 사용하였다.Therefore, in recent years, a technique disclosed in Japanese Patent (JP 86-30223, "Bridle Roll drive device") as a method for solving this problem, as shown in Figure 1, in addition to the main motor 9 and the stretching motor 10, torque The entry torque motor 7, the exit torque motor 8, the entry planetary gear 5, and the exit planetary gear 6 were used for high-precision control.
이러한 텐션 레벨러에서 메인모터(9)는 텐션 레벨러 전체의 속도를 일정하게 유지하도록 속도제어를 수행한다. 스트레칭 모터(10)는 스트립(1)에 연신을 주어 스트립(1)의 형상을 교정하는 연신모드의 경우는 입측 브라이들 롤(3)과 출측 브라이들 롤(4)의 회전속도 차이에 의해 연신을 부여하기 때문에 속도제어를 수행하고, 입측 브라이들 롤(3)과 출측 브라이들 롤(4) 사이의 스트립(1)의 장력을 일정하게유지하는 장력모드의 경우는 장력제어를 수행한다. 입측 토오크 모터(5)와 출측 토오크 모터(6)는 메인모터(9)와 스트레칭모터(10)에 의해 입측 브라이들 롤(5)과 출측 브라이들 롤(6)에 전달되는 토오크를 분배해주는 역할을 수행한다.In this tension leveler, the main motor 9 performs speed control so as to keep the speed of the entire tension leveler constant. In the stretching mode in which the stretching motor 10 draws the strip 1 and corrects the shape of the strip 1, the stretching motor 10 is drawn by a difference in rotational speeds of the entry bridle roll 3 and the exit bridal roll 4. In the tension mode in which the tension of the strip 1 between the entry bridle roll 3 and the exit bridal roll 4 is kept constant, tension control is performed. The entry torque motor 5 and the exit torque motor 6 distribute the torque transmitted to the entry bridle roll 5 and the exit bridal roll 6 by the main motor 9 and the stretching motor 10. Do this.
도2는 종래 토오크 모터의 제어 블록도이고, 도3은 종래 스트레칭 모터의 제어 블록도이다.2 is a control block diagram of a conventional torque motor, and FIG. 3 is a control block diagram of a conventional stretching motor.
그래서 이와 같은 텐션 레벨러에서 입측 브라이들 롤(3)과 출측 브라이들 롤(4) 사이의 스트립(1)의 장력을 일정하게 유지하는 장력모드의 경우 기존의 장력 제어방법을 설명하면 토오크 모터의 장력제어방법은 도2와 같고, 스트레칭모터의 장력제어방법은 도3과 같다.Therefore, in the tension mode in which the tension leveler maintains a constant tension of the strip 1 between the entry bridle roll 3 and the exit bridle roll 4, the existing tension control method will be described. The control method is shown in FIG. 2, and the tension control method of the stretching motor is shown in FIG. 3.
먼저 입측 브라이들 롤(3)의 전단의 설정장력과 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력인 텐션 레벨러 설정장력(T1set)을 가지고 부하배분기(16a)를 통해 입측 브라이들 롤(3)이 부담해야 할 장력을 계산한다. 그 다음에 각각의 입측 브라이들 롤(3)에서 배분된 부하만큼 장력을 전달하기 위해서 메인모터(9), 스트레칭 모터(10) 및 입측 토오크 모터(7)가 부담하여야 하는 장력을 입측 유성치차(5) 메커니즘에 의해 산정하고, 이렇게 산정된 장력을 입측 토오크 모터(7)와 스트레칭 모터(10) 제어기의 장력지령으로 보낸다.First, the entrance bridle roll 3 should be burdened through the load distributor 16a with the tension leveler setting tension T1set, which is the set tension of the front end of the entrance bridle roll 3 and the strip tension between the entry and exit bridal rolls. Calculate the tension to do. Then, in order to transfer the tension by the load distributed in each of the entry bridle rolls 3, the entry planetary gears may be applied to the tension that the main motor 9, the stretching motor 10, and the entry torque motor 7 must bear. 5) Calculated by the mechanism, the tension thus calculated is sent to the tension command of the input torque motor 7 and the stretching motor 10 controller.
토오크 모터의 장력제어방법은 도3과 같이 일반 모터 제어방법과 동일하게 속도제어기(11)와 전류제어기(12)를 사용하고, 스트레칭 모터의 장력제어방법은 도3과 같이 속도제어기(11)와 전류제어기(12)에 장력제어기(13)를 추가 사용하여 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 설정장력으로 제어하기 위해서 장력을 피드 백한다. 도2와 도3에서는 일반 모터 제어방법 중 속도 바이어스에 의한 CLC(Current Limit Control)를 사용한 예이다.The tension control method of the torque motor uses the speed controller 11 and the current controller 12 in the same manner as the general motor control method as shown in FIG. 3, and the tension control method of the stretching motor is similar to the speed controller 11 as shown in FIG. The tension controller 13 is added to the current controller 12 to feed back the tension to control the strip setting tension between the entry and exit bridal rolls. 2 and 3 are examples of using a current limit control (CLC) by the speed bias of the general motor control method.
이상과 같이 일반적으로 유성치차를 사용하는 텐션 레벨러의 토오크 모터는 장력제어기를 사용하지 않고 스트레칭 모터에서만 장력제어기를 사용한 피드 백 제어를 사용하여 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력을 일정하게 유지한다. 따라서 장력제어기를 통해 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 설정장력(T2set)과 텐션미터에 의한 피드 백 장력(Tfbk)의 차이만큼을 스트레칭 모터에서만 보상해 주고 토오크 모터에서는 보상하지 않는다. 토오크 모터에서는 항상 일정한 초기장력지령에 의해 구동된다.As described above, the torque motor of the tension leveler generally using planetary gears uses the feedback control using the tension controller only in the stretching motor without using the tension controller to keep the strip tension between the entry and exit bridal rolls constant. Therefore, the tension controller compensates the difference between the strip set tension T2set between the entry and exit bridal rolls and the feed back tension Tfbk by the tension meter only in the stretching motor, not the torque motor. In torque motors, they are always driven by a constant initial tension command.
그러나 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력은 스트레칭 모터와 토오크 모터에 의해 전달되는 장력의 합에 의한 것이기 때문에 스트레칭 모터에서만 보상해주면 힘의 균형이 맞추어지기가 곤란해지며 설상 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력이 제어되더라도 스트레칭 모터에서만 장력을 제어하기 때문에 스트레칭 모터의 회전속도가 비교적 많이 변경되고, 스트레칭 모터의 회전속도가 변경되면 브라이들 롤들이 유성치차에 의해 연결되어져 있기 때문에 유성치차에 연결된 축들의 회전수가 바뀌어 결국 스트립이 걸려있는 브라이들 롤의 회전 속도차를 유발시킨다. 더욱이 가감속 시에는 가감속 보상(Ic)의 정확한 예측이 곤란하기 때문에 제어기의 정밀조정에도 불구하고 장력변동이 심해지고 따라서 브라이들 롤의 속도차는 더욱 심해지며 결국 이러한 속도차에 의해 스트립과 브라이들 롤 사이에 미끄러짐이 발생하여 스트립 표면에 스크라치가 발생하게 되는 문제점이 있었다.However, since the strip tension between the entry and exit bridal rolls is due to the sum of the tensions transmitted by the stretching motor and the torque motor, compensating only in the stretching motor makes it difficult to balance the forces. Even if the strip tension is controlled, the stretching speed of the stretching motor is changed relatively because only the stretching motor controls the tension. When the rotation speed of the stretching motor is changed, the bridle rolls are connected by planetary gears. The rotation speed changes and eventually causes a difference in rotational speed of the bridle roll on which the strip is hung. In addition, during acceleration and deceleration, it is difficult to accurately predict acceleration / deceleration compensation (Ic), and thus the tension fluctuation becomes more severe despite the precise adjustment of the controller, and thus the speed difference between the bridal rolls becomes more severe. Slip occurred between the rolls, there was a problem that the scratch on the strip surface.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립의 장력을 제어하기 위해서 스트레칭 모터에만 장력제어기를 설치한 종래의 방법과는 달리 설정장력과 피드 백 장력의 차이를 가지고 다시 부하배분을 하여 스트레칭 모터와 입측 토오크 모터에 모두 장력 입력치로 넣어 장력오차를 모든 모터에서 제어하도록 함으로써 스트립에 장력을 전달하는 모든 동력원의 힘의 균형이 이루어져서 보다 나은 장력 안정성을 확보할 수 있는 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide a conventional method in which a tension controller is installed only in a stretching motor to control the tension of the strip between the entry and exit bridal rolls. Differently, the load is distributed again with the difference between the set tension and the feed back tension, so that the tension error is controlled by all the motors by putting the tension input value to both the stretching motor and the side torque motor, so that the balance of the power of all power sources that transmit the tension to the strip is controlled. This is to provide a method of controlling the strip tension in the tension leveler that can ensure a better tension stability.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법은,Strip tension control method in the tension leveler according to an embodiment of the present invention to achieve the above object,
텐션 레벨러 설비의 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력제어 방법에 있어서, 설정장력(T2set)과 피드 백 장력(Tfbk)의 차이를 가지고 부하배분기(16b)를 통해서 부하배분을 수행하여 입측 토오크 모터(7)와 스트레칭 모터(10)에 모두 장력 입력치로 넣어 장력오차를 모든 모터에서 제어하도록 함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.In the strip tension control method between the entry and exit bridal rolls of the tension leveler device, the load torque is carried out through the load distributor 16b with a difference between the set tension T2set and the feed back tension Tfbk, and the entry torque motor ( 7) and the stretching motor 10 is characterized by the technical configuration to put the tension input value to control the tension error in all the motors.
도1은 일반적인 텐션 레벨러의 구성도이고,1 is a configuration diagram of a general tension leveler,
도2는 종래 토오크 모터의 제어 블록도이며,2 is a control block diagram of a conventional torque motor,
도3은 종래 스트레칭 모터의 제어 블록도이고,3 is a control block diagram of a conventional stretching motor,
도4는 본 발명의 일실시예에 의한 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법을 보인 제어 블록도이다.Figure 4 is a control block diagram showing a strip tension control method in a tension leveler according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 스트립 2 : 워크 롤1: strip 2: work roll
3 : 입측 브라이들 롤 4 : 출측 브라이들 롤3: entrance bridle roll 4: exit bridal roll
5 : 입측 유성치차 6 : 출측 유성치차5: entry planetary gear 6: exit planetary gear
7 : 입측 토오크 모터 8 : 출측 토오크 모터7: Entry Torque Motor 8: Exit Torque Motor
9 : 메인 모터 10 : 스트레칭 모터9: main motor 10: stretching motor
11 : 속도제어기 12 : 전류제어기11 speed controller 12 current controller
13 : 장력제어기 14 : 리미터13 tension controller 14 limiter
15 : 모터 16 : 부하배분기15: motor 16: load distributor
이하, 상기와 같은 본 발명 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the technical spirit of the strip tension control method in the tension leveler of the present invention as described above is as follows.
먼저 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 설정장력과 피드 백 장력의 장력차이를 가지고 다시 부하배분을 하여 스트레칭 모터와 입측 토오크 모터에 모두 장력 입력치로 넣어서 설정장력과 피드 백 장력의 장력차이를 모든 모터에서 제어함으로써 보다 나은 장력 안정성을 확보할 수 있는 장력제어방법을 제공하는 것을 특징으로 하는 텐션레벨러에서의 스트립 장력제어 방법을 제공한다.First of all, the present invention for achieving the above object has a tension difference between the set tension and the feed back tension and distributes the load again to put the tension difference in both the stretching motor and the side torque motor as a tension input value. The present invention provides a strip tension control method in a tension leveler, which provides a tension control method capable of securing better tension stability by controlling all motors.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도4는 본 발명의 일실시예에 의한 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법을 보인 제어 블록도이다.Figure 4 is a control block diagram showing a strip tension control method in a tension leveler according to an embodiment of the present invention.
텐션 레벨러에서 입측 브라이들 롤(3)과 출측 브라이들 롤(4) 사이의 스트립(1)의 장력을 일정하게 유지하는 장력모드의 경우 본 발명에 의한 입측 토오크 모터(7)와 스트레칭 모터(10)의 장력제어방법은 두 모터 모두 도4와 같이 동일하다.In the tension mode in which the tension leveler maintains a constant tension of the strip 1 between the entry bridle roll 3 and the exit bridle roll 4, the entry torque motor 7 and the stretching motor 10 according to the present invention. The tension control method of) is the same for both motors as shown in FIG.
먼저 입측 브라이들 롤(3)의 전단의 설정장력(T1set)과 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력인 텐션 레벨러 설정장력(T2set)을 가지고 부하배분기(16a)를 통해 입측 브라이들 롤(3)이 부담해야 할 장력을 계산한다.First, the entry bridle roll 3 is formed through the load distributor 16a with a tension leveler setting tension T2set, which is a set tension T1set at the front end of the entry bridle roll 3 and a strip tension between the entry and exit bridal rolls. Calculate the tension to bear.
그 다음에 각각의 입측 브라이들 롤(3)에서 배분된 부하만큼 장력을 전달하기 위해서 메인모터(9), 스트레칭 모터(10) 및 입측 토오크 모터(7)가 부담하여야 하는 장력을 입측 유성치차(5) 메커니즘에 의해 산정하고, 이렇게 산정된 장력을 입측 토오크 모터(7)와 스트레칭 모터(10) 제어기의 장력지령(Tref)으로 보낸다.Then, in order to transfer the tension by the load distributed in each of the entry bridle rolls 3, the entry planetary gears may be applied to the tension that the main motor 9, the stretching motor 10, and the entry torque motor 7 must bear. 5) It calculates by a mechanism and sends the calculated tension to the tension command (Tref) of the input torque motor 7 and the stretching motor 10 controller.
스트레칭 모터(10)와 입측 토오크 모터(7)의 장력제어는 속도제어기(11)와전류제어기(12)에 장력제어기(13)를 사용하여 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 설정장력(T2set)으로 제어하기 위해서 장력을 피드백 제어한다.Tension control of the stretching motor 10 and the entry torque motor 7 is controlled by the strip setting tension T2set between the entry and exit bridal rolls using the tension controller 13 in the speed controller 11 and the current controller 12. In order to control the feedback.
이렇게 피드 백한 장력(Tfbk)과 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 설정장력(T2set)의 차이만큼을 다시 부하배분기(16a)를 통해서 부하배분한 후 부하배분한 장력만큼을 입측 토오크 모터(7)와 스트레칭 모터(10) 모두에게 보상하여 장력제어기가 강인해지고 가감속 시에 발생되는 스트립의 스크라치와 같은 표면결함을 제거한다.In this way, the difference in the strip setting tension (T2set) between the feed back tension (Tfbk) and the entry-side bridal roll is again distributed through the load distributor (16a), and then the load-distributed tension is equal to the entry torque motor (7). Compensation for all of the stretching motors 10 eliminates surface defects, such as scratching of the strip generated during acceleration and deceleration, resulting in a strong tension controller.
이처럼 본 발명은 설정장력과 피드 백 장력의 차이를 가지고 다시 부하배분을 하여 스트레칭 모터와 입측 토오크 모터에 모두 장력 입력치로 넣어 장력오차를 모든 모터에서 제어하도록 함으로써 스트립에 장력을 전달하는 모든 동력원의 힘의 균형이 이루어져서 보다 나은 장력 안정성을 확보하게 되는 것이다.As such, the present invention distributes the load again with the difference between the set tension and the feed back tension to put the tension input values to both the stretching motor and the side torque motor so that the tension error is controlled by all the motors, and thus the power of all the power sources transmitting the tension to the strip. The balance is made to secure a better tension stability.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 텐션 레벨러에서의 스트립 장력제어 방법은 입출측 브라이들 롤 사이의 스트립 장력을 스트레칭 모터 뿐만 아니라 토오크 모터에서 동시에 장력제어를 수행하여 강인한 장력제어가 이루어지기 때문에 종래의 스트레칭 모터에만 장력제어를 수행하여 발생되는 문제점을 제거하여 가감속 시에 발생되는 스트립의 스크라치와 같은 표면결함을 제거할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, in the tension leveler according to the present invention, the strip tension control method according to the present invention performs the tension control at the torque motor as well as the stretching motor at the same time as the tension of the strip between the entry and exit bridal roll, so that the strong tension control is made. By eliminating the problem caused by performing tension control only on the stretching motor of the effect that can remove the surface defects such as the scratch of the strip generated during acceleration and deceleration.
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