KR200221223Y1

KR200221223Y1 - 스트립의 사행방지장치

Info

Publication number: KR200221223Y1
Application number: KR2020000033737U
Authority: KR
Inventors: 박재열
Original assignee: 포항종합제철주식회사
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2001-04-16

Abstract

본 고안은 제철설비의 압연라인에서 사용되는 스트립의 센터제어장치에서 센서의 소손, 투광기램프의 소손, 트랜스미터의 고장, 스트립에지부의 찢어짐등으로 인하여 발생되는 스트립의 사행을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 고안의 스트립의 사행방지장치는, 스테어링롤의 양측에 설치되는 투광기(12a,12b)로부터 입사되는 빛을 감지하고 스트립(2)의 치우침 정도를 검출하여 그에 상응하는 전압신호를 생성하는 수광기(11a,11b)로부터 출력되는 검출전압신호의 편차를 산출하여 스테어링롤(1) 프레임을 구동시키도록 서보밸브(37) 구동신호를 출력하는 구동신호출력부(40)와, 스트립(2)의 폭에 따라서 연산제어되어 출력되는 전압값과 수광기(11a,11b)로부터 입력되는 전압값을 비교하여 스트립(2)의 치우침상태를 검출하는 이상상태판단부(50)와, 상기 이상상태판단부(50)에서 이상상태를 검출하면 수광기(11a,11b)로부터 입력되는 신호를 차단하고 스트립(2) 폭에 따른 기준전압으로 입력을 전환하는 절환부(60)로 구성된다.

Description

스트립의 사행방지장치{Device for preventing strip from deviating of line}

제철설비에서 압연라인은 코일로부터 스트립을 일정한 속도로 이송하도록 하는 이송수단을 포함하고 있다. 도 1은 종래 스테어링롤(1)상의 스트립(2)을 이송하는 장치의 개략적인 구성도로서, 스테어링롤(1), 스트립(2), 투광기(12a,12b), 수광기(11a,11b), 실린더(3), 트랜스미터(4), 서보밸브(37), 제어반등으로 구성되어 있다. 제어반은 내부에 전자회로를 구비하여서 작동상태를 제어하게 된다.

스트립(2)이 이동하는 동안에 투광기(12a,12b)로부터 빛을 방출하면 수광기(11a,11b)에서 이 빛을 검출하게 된다. 그 값은 제어반내의 특정제어회로로 입력된다. 제어반에는 제어에 필요한 회로(도 5)가 구비되어 있어서 입력되는 측정값들을 이용하여 장치전반을 제어하며 후에 상술된다. 제어반은 입력된 신호중에서 편차값을 산출하고 서보밸브(37)를 구동시켜서 실린더(3)를 작동시킨다. 실린더(3)가 이동하면 이동한 거리만큼 트랜스미터(4)가 구동되어 이동한 거리에 해당되는 전압값을 출력한다. 출력된 전압값은 다시 제어반에 입력되어 수광기(11a,11b)에 의한 편차와 트랜스미터(4)의 편차가 0V가 되도록 제어하여 스트립(2)의 사행을 방지한다.

도 2는 도 1의 장치의 개략적인 제어도로서, 수광기(11a,11b)에서 검출된 편차만큼 제어반의 센터링제어회로(40')에서 연산하여 서보밸브(37)를 구동하여 실린더(3)를 구동하는 개념을 표시한 것이다. 서보밸브(37)의 제어에 의하여 실린더(3)가 작동되고 이에 따라서 작동되는 트랜스미터(4)의 작동상태가 도 3 및 도 4에 표시되어 있다. 미설명부호 14는 사행감지용센서로서, 스트립(2)의 사행(斜行)을 감지하면 신호를 출력하여 라인의 동작을 중지시켜서 작업을 중지한다.

도 3은 실린더(3)와 트랜스미터(4)의 연결상태를 도시한 것으로서, 실린더(3)는 도 1과 같은 위치에서 스테어링롤(1)의 하부판에 연결되어서 이것을 이동시키도록 구성되며, 트랜스미터(4)는 실린더(3)의 표면에 회전원통이 연결되어서 실린더(3)의 이동에 따른 거리를 검출하게 된다.

상기와 같은 연결된 상태에서 실린더(3)가 이동하게 되면, 도 4에 도시된 것과 같이, 트랜스미터(4)의 내부에 설치된 와이어가 이동하고, 스프링에 의하여 텐션을 유지하며, 트랜스미터코일에 전압이 여기되어서 실린더(3)의 거리이동에 상응하는 전압을 출력하게 된다. 도면에서 좌측의 와이어드럼의 축이 외부로 노출되어 실린더(3)와 접촉되는 부분이다.

도 5를 참고하여 수광기(11a,11b)로부터 생성되는 신호에 대한 처리과정을 설명한다.

스트립(2)이 이송되는 과정에서, 스트립(2)의 이동상태에 따라서 투광기(12a,12b)로부터 입사되는 투사광에 의한 신호출력이 수광기(11a,11b) 센서로부터 상이하게 출력된다. 다시 말하면 투광기(12a,12b)로부터 투사되는 빛은 스트립(2)과의 접촉면적(스트립이동중에 스트립의 요동에 의하여 접촉면적이 변화됨)에 따라서 많은 양의 광이 입사되거나 또는 차단되어서 수광기(11a,11b)에 입사되는 광량이 변화되면, 이에따라서 수광기(11a,11b)로부터 출력되는 값은 서로 다르게 된다.

상기와 같이 스트립(2)의 이동상태에 따라서 각각의 수광기(11a,11b)로부터 출력되는 스트립(2) 검출신호는 각각 증폭부(15,20)으로 입력되어서 일정한 레벨신호로 증폭, 출력된다. 이 때 수광기(11a)로부터 출력되는 위치검출 전압신호는 증폭부(15)를 통하여 반전 증폭부(16)로 입력된다. 증폭부(16,20)의 출력단이 서로 연결되고 출력전압의 부호가 반대가되므로 수광기(11a,11b)의 각각으로부터 출력되는 신호의 편차가 출력된다. 출력된 편차신호는 증폭부(24)에 입력되어서 소정레벨로 증폭, 출력된다.

출력된 편차신호는 자동모드접점(25)을 통과하여 증폭부(28)에 입력된다. 자동모드접점(25)은 미리 설정된 상태이다. 증폭부(28)에서 증폭된 신호는 다시 증폭부(30)에 입력되어서 최종 증폭된 후에 서보밸브(37)에 입력되어서 서보밸브(37)를 구동시킨다.

서보밸브(37)가 구동되면, 이에 따라서 실린더(3)가 작동되고, 작동거리만큼 트랜스미터(4)가 구동되어서 이동된 전압값이 출력된다. 출력된 전압값은 증폭부(34)에서 증폭된 다음, 피모드접점을 통하여 증폭부(24)와의 편차전압이 0V가 될 때 까지 연속반복 동작을 수행하게 되는 것이다. 즉 편차가 0V가 되면 서보밸브(37)에 입력되는 전압이 없으므로 실린더(3)가 작동되지 않아서 제어가 중지된다.

그런데, 상기와 같은 스트립의 센터위치 제어장치에서, 투광기의 램프소손, 수광기 내부소자의 소손, 트랜스미터의 소손등이 발생되면, 입력되는 신호가 순간적으로 변하게 된다. 이에 따라서 서보밸브(37)에 의하여 실린더(3)가 한 쪽 방향으로 동작되면, 스트립(2)이 한쪽으로 쏠려 에지부가 파손되어 스트립의 품질불량의 원인이 되고, 압연라인이 스톱되어 복구시간이 과다소요된다.

이러한 문제점을 종래 사행감지용 센서(14)를 이용하여 감지하고 압연라인을 정지시키도록 구성되어 있지만, 라인의 스피드에 따라서 정지되는 시간이 과다소요되는 문제점이 있다. 즉, 스트립(2)의 사행이 감지되고 센서(14)가 작동되어도 라인이 완전히 정지하는데 약 10초가 소요되기 때문에 역시 스트립의 에지부 파손불량등이 발생되고 있는 형편이다.

본 고안의 목적은, 제철설비의 압연라인에서 사용되는 스트립 위치검출기에서 검출신호가 급격하게 변동되는 이상동작이 발생되는 경우에 이것을 감지하여 스트립이 사행되지 않고 안정적으로 라인을 운행할 수 있도록 제어하는 스트립의 사행방지장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 사용되는 스트립 센터링 장치의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 스트립 센터링 장치의 제어개략도,

도 3은 도 1의 실린더 취부도,

도 4는 도 3의 트랜스미터의 내부구조도,

도 5는 본 고안에 의한 스트립의 사행방지장치의 회로도,

도 6은 스트립폭에 따른 기준전압값의 일례를 나타내는 도면.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1 : 스테어링롤 2 : 스트립 3 : 실린더

4 : 트랜스미터 11a,11b: 수광기 12a,12b: 투광기

14: 사행감지센서 25: 자동모드접점 36: 피모드접점

15,16,20,22,24,28,30,34,35,38: 증폭부

37: 서보밸브 38: 센터링이득조절부 40: 구동신호출력부

40': 센터링제어회로 50: 이상상태판단부 60: 절환부

62,65: 릴레이

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 스트립의 사행방지장치를 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 고안의 스트립의 사행방지장치의 회로도로서, 수광기(11a,11b)로부터 신호를 입력받는 구동신호출력부(40)와, 이상상태판단부(50)와, 절환부(60)로 크게 구분됨을 알 수 있다. 각 블록의 회로구성은 본고안의 일실시예로서 도시된 회로와는 다르게 구성할 수 있음은 명백하다.

먼저 수광기(11a,11b)와 투광기(12a,12b)가 정상적으로 작동되는 경우의 동작상태를 설명한다. 정상상태에서는 센터링제어회로(40')의 동작과 본질적으로 유사하며, 절환부(60)의 제어상태에 차이점이 있다.

투광기(12a,12b)는 상용전원 220V를 인가받아 내부의 광원을 구동시킨다. 내부광원으로부터 투사된 광은 수광기(11a,11b)에 입사된다. 이 때 수광기(11a,11b)는 스테어링롤(1)을 통과하는 스트립(2)의 위치에 따라서 광량이 변화되며 이에 따라서 검출되는 전압이 변화한다. 변화되는 전압신호는 스트립(2)의 센터위치 오차검출(편차)신호로서 각각의 수광기(11a,11b)에서 전압신호로 변환되어 출력된다. 출력된 전압신호는 각각 증폭부(15,20)로 입력된다.

좌측의 수광기(11a)에서 출력되고 접점(65-1)을 통하여 증폭부(15)로 입력된 전압신호는 다시 반전용 증폭부(16)을 통하여 전압의 극성이 반전되어 출력된다.

우측의 수광기(11b)에서 출력된 전압신호는 접점(66-1)을 통하여 증폭부(20)로 입력되어서 출력된다.

증폭부(16,20)의 각각에서 출력되는 전압신호는 각각 부호가 다른 전압신호이므로 서로 접속됨으로서 좌, 우측의 편차에 해당되는 신호전압이 증폭부(24)에 입력된다. 입력된 편차신호는 증폭부(24)에서 자동모드접점(25)을 통과하여 증폭부(28)에서 증폭되어 출력된다. 그후에 전류 증폭부(30)에서 전류증폭된 후에, 서보밸브(37)를 구동시킨다. 서보밸브(37)는 실린더(3)를 작동시킨다. 실린더(3)가 이동하면 이에 따라서 트랜스미터(4)에서 전압이 출력되며, 출력된 전압은 증폭부(34)로 입력되고 피모드접점(36)을 지나 수광기(11a,11b)의 편차전압이 0V가 될때 까지 반복 동작된다. 상기와 같은 정상동작상태는 종래의 것과 유사하다.

상기와 같은 동작을 수행하는 것과 동시에, 수광기(11a)에서 출력되는 전압은 접점(65-1)을 통하여 이상상태판단부(50)의 저항(R6)에 인가된다. 또한 A로부터 입력되는 사행감지세팅출력값은 반전용 증폭기(38)를 통하여 저항(R4,R5)을 거쳐 반전용 증폭부(52)로 입력된다. 따라서 증폭부(52)에는 사행감지세팅출력값과 저항(R6)에 인가되는 전압이 비교되어서 입력된다. (A)박스안에 라인의 운전중에 발생되는 전압은 도면에서는 실선으로 표시되어 있으며, 사행감지세팅출력전압치는 점선으로 표시되어 있다. 상기 A는 외부로부터 입력되는 출력값이 되는 것이다.

정상동작시에는 수광기(11a)에서 입력된 전압보다 사행감지세팅출력값이 적으므로 반전용 증폭부(52)를 통과한 전압이 (-)전압이 되어 릴레이(62)에 인가되지만, 릴레이(62)는 동작하지 않는다. 따라서 절환부(60)의 릴레이(62)의 접점을 구동시키지 못하므로 접점(65-1)은 계속 클로우즈상태로 운전된다. 정상동작하에서는 수광기(11b)도 역시 동일하게 작동된다.

수광기(11a,11b), 투광기(12a,12b), 또는 트랜스미터(4)가 소손되어 오동작되는 경우를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 한 쌍중 좌측에 위치한 하나의 투광기(12a)의 램프에 소손이 발생된 경우에는, 수광기(11a)에는 광이 입사되지 않기 때문에 출력전압이 0V가 된다. 하지만 정상적으로 작동되는 다른 수광기(11b)로부터는 출력전압(5V)가 입력된다. 따라서 수광기(11a,11b) 사이의 편차전압은 5V가 된다. 편차전압은 증폭부(24), 증폭부(28), 및 전류 증폭부(30)를 통과하여 서보밸브(37)를 작동시킨다. 좌측에 위치한 투광기(12a)의 램프가 소손되어 0V가 출력되므로 우측방향으로 실린더가 이동된다.

그러나 실린더(3)가 이동하기 전에 수광기(11a)에서 출력된 전압(0V)은 접점(65-1)을 통과하여 이상상태판단부(50)의 저항(R6)으로 0V가 입력되고, A의 사행감지전압출력신호는 반전용 증폭부(38)를 거쳐 저항(R4,R5)를 지나 상시 운전전압보다 적은 -3.5V(이값은 저항에 따라서 변경가능)가 입력된다. 상기와 같이 편차전압이 -3.5V이므로 반전용 증폭부(52)를 통과하면서 증폭되어서 24V의 로직하이(HIGH) 신호가 된다. 상기 로직하이신호는 인버터(69,70)을 지나면서 릴레이(62)를 구동시킨다.

릴레이(62)는 절환부(60)의 접점(62-2)를 클로우즈시켜 릴레이(65)가 구동된다. 릴레이(65)가 구동되면 접점(65-1)이 오픈되어 수광기(11a) 센서로부터 입력되는 신호를 차단한다. 동시에 릴레이(65)의 상시 오픈 접점인 접점(65-2)는 클로우즈되어 스트립(2)의 폭에 따른 기준전압(B)이 입력된다. 따라서 스트립이 사행되기 전에, 스트립폭에 따른 기준전압을 입력하여 운전을 계속한다. 또한 릴레이접점(62-1)에 의해 경보음 신호용 부저를 구동시켜 운전자에게 알리도록 한다.

도 7은 기준전압의 일실시예이다. 도시된 바와 같이, 스트립(2)의 폭과 그에 따른 기준전압 입력값, 그리고 스트립(2)의 사행감지시 출력값이 표시되어 있다.

예를 들어, 스트립(2)의 소재폭이 740~800이면 스트립사행감지 출력값은 4.8V가 되고, 이에 따른 기준전압 입력값은 6V가 된다. 기준전압의 입력은 상술한 바와 같이 사행감지 출력값에 의하여 미리 설정된 상태로 저장되어 있다가 자동적으로 출력된다. 이러한 기준전압은 별도의 연산기를 구비하여 달성이 가능하다.

상기와 같이 본 고안에 의하면, 제철설비의 압연라인에서 사용되는 스트립 위치검출기에서 검출신호가 급격하게 변동되는 이상동작이 발생되는 경우에 이것을 감지하여 스트립이 사행되지 않고 안정적으로 라인을 운행할 수 있는 것이다.

Claims

스테어링롤의 양측에 설치되는 투광기(12a,12b)로부터 입사되는 빛을 감지하고 스트립(2)의 치우침 정도를 검출하여 그에 상응하는 전압신호를 생성하는 수광기(11a,11b)로부터 출력되는 검출전압신호의 편차를 산출하여 스테어링롤(1) 프레임을 구동시키도록 서보밸브(37) 구동신호를 출력하는 구동신호출력부(40)와, 스트립(2)의 폭에 따라서 연산제어되어 출력되는 전압값과 수광기(11a,11b)로부터 입력되는 전압값을 비교하여 스트립(2)의 치우침상태를 검출하는 이상상태판단부(50)와, 상기 이상상태판단부(50)에서 이상상태를 검출하면 수광기(11a,11b)로부터 입력되는 신호를 차단하고 스트립(2) 폭에 따른 기준전압으로 입력을 전환하는 절환부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립의 사행방지장치.
제1항에 있어서, 상기 스트립의 사행방지장치가,

상기 기준전압이 미리 스트립사행감지출력값에 대하여 설정되어 있다가 절환부(60)에 의하여 절환되면 해당 전압을 공급하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립의 사행방지장치.