KR200288291Y1 - Strip moving speed control device in rolling process - Google Patents
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Abstract
본 고안은 압연공정에서의 스트립 이동속도 제어장치에 관한 것으로서, 지하 루프함내 스트립의 진행방향 전후에 설치한 발광부(X)와 수광부(Y)로서 다수의 포토센서(PS1∼PSn)를 구성하고 포토센서(PS1∼PSn) 각각의 발광부(X)에다 스위치(S1 The present invention relates to a strip moving speed control device in a rolling process, comprising a plurality of photosensors (PS 1 ~ PSn) as the light emitting portion (X) and the light receiving portion (Y) installed before and after the direction of the strip in the underground roof box. and a photosensor (PS 1 ~PSn) switch (S 1 eda each light emitting unit (X)
∼Sn)를 연결하며, 신호처리부(20)를 저항(R9),(R10),(R11)을 직렬 연결하여 저항To (Sn), and the signal processing unit 20 is connected by connecting resistors R9, R10, and R11 in series.
(R10)에 연결돤 저항(R8)에 입력단(+)에 저항(R14)이 연결된 반전증폭기(OP1)의 입력Input of inverting amplifier (OP 1 ) connected to (R 10 ) 돤 resistor (R 14 ) at input (+) to resistor (R 8 )
단(-)을 연결하고 반전증폭기(OP1)의 출력단과 입력단(-) 사이에 저항(R12),(R13)과 콘덴서(C2)를 연결하며 상기 반전증폭기(OP1)의 출력단에다 저항(R15)을 통해 입력단End (-) connected to the inverting amplifier (OP 1), the output terminal and input terminal of the - output terminal of the resistor (R 12), (R 13 ) and connected to the capacitor (C 2) and the inverting amplifier (OP 1) between () Input stage via resistor (R 15 )
(+)에 저항(R16)이 출력단에 저항(R18)이 각각 연결된 반전증폭기(OP2)의 입력단(-)Input terminal (-) of inverting amplifier (OP 2 ) with resistor (R 16 ) connected to positive terminal and resistor (R 18 ) connected to output terminal respectively.
을 연결함과 더불어 반전증폭기(OP2)의 입력단(-)과 출력단 사이에 저항(R17)과 콘In addition, the resistor (R 17 ) and the cone between the input terminal (-) and the output terminal of the inverting amplifier (OP 2 )
덴서(C3)를 연결하여서 구성하고, 상기 포토센서(PS1∼PSn) 각각의 출력단을 상기 신호처리부(20)에 있는 반전증폭기(OP1)의 입력단(-)에 연결한 구성으로 전단부의 사이드 트리머(Side Trimmer) 장치의 손상 및 파손등 설비사고를 방지 할 수 있어 제품의 품질을 향상하고 생산 휴지시간을 줄일 수 있으며, 고 중량의 위치검출기를 필요로 하지 않아 경제적일 뿐만 아니라 위치검출기 교체에 따르는 불편을 줄일수 있는 장점이 있는 것이다.The condenser C 3 is connected to each other, and the output terminal of each of the photosensors PS 1 to PSn is connected to the input terminal (−) of the inverting amplifier OP 1 of the signal processor 20. It is possible to prevent equipment accidents such as damage and damage of side trimmer device, which can improve product quality and reduce production downtime, and it is economical as it does not need a heavy weight position detector, and it is not necessary to replace the position detector. There is an advantage to reduce the inconvenience.
Description
본 고안은 스트립 이동속도 제어장치에 관한 것으로서, 특히 압연시 스트립의 수직 및 수평으로 이동하는 이동량을 검출하여 스트립의 이동속도를 제어하는 압연공정에서의 스트립 이동속도 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a strip moving speed control device, and more particularly to a strip moving speed control device in the rolling process for controlling the moving speed of the strip by detecting the movement amount of the strip vertically and horizontally during rolling.
일반적으로 압연공정에서 스트립의 이동속도를 제어하는데는 직류 전동기를 사용하게 된다. 이와 같이 직류 전동기를 이용하여 스트립의 이동속도를 제어하는 종래 스트립의 이동속도 제어장치는 도 1에 도시한 바와 같이 구성되어 있어서, 스트립(5)의 수직 루프량 위치검출 후 전단부 직류전동기(3)의 회전속도를 보상하게 되는 바, 직류전동기(3)의 회전속도 보상방법은 단독운전에 의한 속도지령방식과 연속운전에 의한 속도지령방식의 두가지 라인가동을 위한 직류전동기 속도지령방식으로 이루어 진다.In general, a DC motor is used to control the moving speed of the strip in the rolling process. In this way, the movement speed control apparatus of the conventional strip for controlling the movement speed of the strip by using a DC motor is configured as shown in Figure 1, after detecting the position of the vertical loop amount of the strip 5 DC motor (3) The rotation speed compensation method of the DC motor (3) consists of the DC motor speed command method for the operation of two lines: the speed command method by the single operation and the speed command method by the continuous operation. .
단독운전은 연속운전을 위한 준비작업시 사용하는 것으로서, 운전실(1)에서 운전자가 전단부 직류전동기(3) 또는 후단부 직류전동기(4)를 선택하여 작업조건에 따라 각각 단독으로 구동시킨다. 즉, 전단부 직류전동기(3)만 구동시키면 입력신호(A)에 의해 마스터 속도지령부(2)로부터 설정된 제어전압신호(CV1)가 출력되어 전단부 직류전동기(3)가 구동된다. 또한 후단부 직류전동기(4)만 구동시키면 입력신호(B)에 의해 마스터 속도지령부(2)로부터 설정된 제어전압신호(CV2)가 출력되어 후단부 직류전동기(4)가 구동된다.Single operation is used in preparation for continuous operation. In the cab 1, the driver selects the front-end DC motor 3 or the rear-end DC motor 4 and drives them independently according to the working conditions. That is, when only the front-side DC motor 3 is driven, the control voltage signal CV 1 set from the master speed command unit 2 is output by the input signal A, and the front-side DC motor 3 is driven. When only the rear stage DC motor 4 is driven, the control voltage signal CV 2 set from the master speed command unit 2 is output by the input signal B, and the rear stage DC motor 4 is driven.
연속운전시는 운전자가 운전실(1)에서 연속운전모드를 선택하면, 연속운전신호(C)에 의해 마스터 속도지령부(2)에서 제어전압(CV3)이 출력되어 전단부 직류 전동기(3)와 후단부 직류 전동기(4)로 인가되므로 전,후단부 직류전동기(3),(4)가 동시에 구동되어 압연제품인 스트립을 생산한다.When the driver selects the continuous operation mode in the cab 1 during the continuous operation, the control voltage CV 3 is output from the master speed command section 2 by the continuous operation signal C, and the front end DC motor 3 Since it is applied to the rear end DC motor (4), the front and rear end DC motors (3) and (4) are driven at the same time to produce a rolled product strip.
이와 같이 연속운전모드시 마스터 속도지령부(2)에서 제어전압(CV3)이 출력되어 전,후단부 직류 전동기(3),(4)로 동시에 인가되어 전,후단부 직류전동기(3),(4)가 모두 구동되지만 각 전동기가 구동하는 구동롤의 크기, 속도의 가감속 비율, 마찰계수 등으로 인하여 그 속도 편차분이 발생되기 때문에 전,후단부 직류 전동기(3),(4)가 구동하는 구동롤의 회전속도는 동일하지 않다. 그에따라 스트립(5)이 쳐지거나 들려지는 현상이 발생하면 전단부의 사이드 트리머(Side Trimmer) 장치(6)가 손상 및 파손되게 되어 제품의 품질저하와 생산 휴지시간이 길어지게 되는 문제점이 있었다.In this way, in the continuous operation mode, the control voltage CV 3 is output from the master speed command unit 2 and simultaneously applied to the front and rear DC motors 3 and 4, so that the front and rear DC motors 3, (4) are all driven, but the front and rear DC motors (3) and (4) are driven because the speed difference is generated due to the size of the driving roll, the acceleration / deceleration ratio of the speed, the friction coefficient, etc. The rotational speed of the driving roll is not the same. Accordingly, when the strip 5 is struck or lifted, there is a problem that the side trimmer device 6 of the front end portion is damaged and broken, resulting in deterioration of product quality and long production downtime.
이러한 근본적인 문제점을 최소화 하기 위해서 지하 루프함(7)을 설치하여 스트립(5)의 수직 높이를 일정하게 유지시켜 사이드 트리머장치(6) 입력단에서의 스트립(5)을 무중력 상태로 유지시키는 제어를 하고 있으며, 전,후단부 직류전동기(3),(4) 속도 편차분 만큼 발생되는 루프를 제거하기 위해 편차분을 전단부 직류전동기(3)에 보상하고 있다. 이와 같은 속도 편차분을 보상하기 위해 지하 루프함(7) 내 스트립(5)의 위치를 감지하는 위치검출기(8)가 설치되어 있는 바, 위치검출기(8)는 대부분이 투광기와 수광기가 한몸체 형태인 광센서로 이루어진 것으로서 스트립(5)의 수직위치를 검출하여 검출값에 대응하는 아날로그값(D)을 발생시켜 전단부 직류전동기(3)의 회전속도를 보상하였지만 반사경(9)에서 반사되는 빛의 량 즉, 조도에 따른 위치검출기(8)의 아날로그 검출값(D) 변화가 적어져서 전단부 직류전동기(3)의 회전속도가 정상적으로 보상되지 않아 설비사고의 발생을 방지할 수 없는 문제점이 있었다. 이와 같이 스트립(5)의 위치 검출값이 반사경(9)에서 반사되는 빛의량에 따라 변화되기 때문에 빛의 량을 일정하게 유지시키고자 위치검출기(8) 자체의 고장발생 및 감도 저하시 위치검출기(8)를 세트품으로 교체해야 하므로 고가품이면서 무거운 중량의 새로운 위치검출기(8)를 필요로 하게되어 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라 고중량의 위치검출기(8)를 지하 루프함(7) 까지 운반하여 설치하거나 수리하는데 많은 어려움이 있었다.In order to minimize this fundamental problem, the underground roof box 7 is installed to maintain the vertical height of the strip 5 to maintain the strip 5 at the input of the side trimmer 6 in a weightless state. In order to eliminate the loop generated by the front and rear DC motors 3 and 4, the deviation is compensated to the front DC motor 3. In order to compensate for this speed deviation, a position detector 8 for detecting the position of the strip 5 in the underground roof box 7 is installed. Most of the position detectors 8 have a single light emitter and a receiver. It consists of an optical sensor in the form of a body and detects the vertical position of the strip 5 and generates an analog value D corresponding to the detected value to compensate for the rotational speed of the front end DC motor 3, but reflects it from the reflector 9. The change in the analog detection value (D) of the position detector (8) according to the amount of light, that is, the illumination intensity is small, the rotational speed of the front end DC motor (3) is not compensated normally, it is not possible to prevent the occurrence of equipment accidents There was this. Since the position detection value of the strip 5 is changed according to the amount of light reflected by the reflector 9, the position detector when the failure of the position detector 8 itself and the sensitivity are lowered to maintain the amount of light constant. (8) needs to be replaced with a set item, which requires a new, expensive and heavy position detector (8), resulting in economic losses, and carrying the heavy position detector (8) to the underground roof box (7). There were many difficulties in installing or repairing.
본 고안은 상기한 실정을 감안하여 종래 압연공정에서 스트립의 이동속도 제어장치가 갖는 결점 및 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 지하 루프함내 스트립의 진행방향 전후에 설치되는 수광부와 발광부를 구비한 다수의 포토센서를 구비하여 신호처리부로서 포토센서 출력의 합과 스트립위치 기준값의 크기를 비교하여 그 차를 전단부 직류전동기의 회전속도 보상값으로 직류전동기의 회전속도를 보상함으로써 설비의 고장을 미연에 방지함과 더불어 정상작업을 할 수 있도록 하는 압연공정에서의 스트립 이동속도 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the drawbacks and problems of the apparatus for controlling the movement speed of strips in the conventional rolling process in view of the above circumstances, and includes a plurality of light receiving units and light emitting units installed before and after the traveling direction of the strips in the underground roof box. It is equipped with the photo sensor of the signal processing unit, and compares the sum of the photo sensor output and the size of the strip position reference value and compares the difference with the rotation speed compensation value of the front DC motor. The purpose of the present invention is to provide a strip moving speed control device in a rolling process to prevent normal operation.
도 1은 스트립의 이동속도를 제어하는 종래의 방법을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a conventional method for controlling the moving speed of the strip;
도 2는 본 고안 스트립 이동속도 제어장치의 사용 상태도,2 is a state diagram used in the present invention strip movement speed control device,
도 3은 본 고안 압연공정에서의 스트립 이동속도 제어장치의 상세한 구성도,3 is a detailed configuration of the strip movement speed control apparatus in the present invention rolling process,
도 4는 센서의 감지폭에 대한 출력전압을 나타낸 도면으로서,4 is a diagram illustrating an output voltage with respect to a sensing width of a sensor.
도 4a는 종래의 경우이고, 도 4b는 본 고안의 경우이다.4A is a conventional case, and FIG. 4B is a case of the present invention.
<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
1 : 운전실 2 : 마스터 속도지령부1: Cab 2: Master speed command
3 : 전단부 직류전동기 4 : 후단부 직류전동기3: front end DC motor 4: rear end DC motor
5 : 스트립 6 : 사이드 트리머(Side Trimmer) 장치5 strip 6 side trimmer device
7 : 지하 루프함 8 : 위치검출기7: underground loop box 8: position detector
9 : 반사경 10 : 테이블 롤9: reflector 10: table roll
20 : 신호처리부 X : 발광부20: signal processing unit X: light emitting unit
Y : 수광부 PS1,PS2,ㆍㆍㆍ,PSn : 포토센서Y: light-receiving part PS 1 , PS 2 , ..., PSn: photosensor
OP1, OP2: 반전증폭기OP 1 , OP 2 : Inverting amplifier
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 지하 루프함내 스트립의 진행방향 전후에 설치한 발광부(X)와 수광부(Y)로서 다수의 포토센서(PS1∼PSn)를 구성하고 포토센서(PS1∼PSn) 각각의 발광부(X)에다 스위치(S1∼Sn)를 연결하며, 신호처리부(20)를 저항(R9),(R10),(R11)을 직렬 연결하여 저항(R10)에 연결돤 저항(R8)에 입력단(+)에 저항(R14)이 연결된 반전증폭기(OP1)의 입력단(-)을 연결하고 반전증폭기(OP1)의 출력단과 입력단(-) 사이에 저항(R12),(R13)과 콘덴서(C2)를 연결하며 상기 반전증폭기(OP1)의 출력단에다 저항(R15)을 통해 입력단(+)에 저항(R16)이 출력단에 저항(R18)이 각각 연결된 반전증폭기(OP2)의 입력단(-)을 연결함과 더불어 반전증폭기(OP2)의 입력단(-)과 출력단 사이에 저항(R17)과 콘덴서(C3)를 연결하여서 구성하고, 상기 포토센서(PS1∼PSn) 각각의 출력단을 상기 신호처리부(20)에 있는 반전증폭기(OP1)의 입력단(-)에 연결하여서 구성됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises a plurality of photosensors (PS 1 ~ PSn) as the light emitting unit (X) and the light receiving unit (Y) installed before and after the traveling direction of the strip in the underground roof box and the photosensor (PS 1) PSn connects switches S 1 to Sn to each of the light emitting units X, and connects the signal processing unit 20 to resistors R 10 by connecting resistors R9, R10, and R11 in series. (-) (-) output terminal and the input terminal of the connection to the inverting amplifier (OP 1) connected dwan resistance (R 8) input terminal (+) to the resistor (R 14) input terminals of the associated inverting amplifier (OP 1) in between the resistor (R 12 ) and (R 13 ) are connected to the capacitor (C 2 ), and the resistor (R 16 ) is connected to the output terminal (+) at the output terminal of the inverting amplifier (OP 1 ) through the resistor (R 15 ). R 18 ) connects the input terminal (-) of the inverted amplifier (OP 2 ) to which each is connected, and the resistor (R 17 ) and the capacitor (C 3 ) between the input terminal (-) and the output terminal of the inverting amplifier (OP 2 ). Configured by the photo sensor (PS 1 Each output terminal is connected to an input terminal (−) of the inverting amplifier OP 1 of the signal processing unit 20.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안 스트립 이동속도 제어장치의 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the present invention strip movement speed control device.
도 2는 본 고안 스트립 이동속도 제어장치의 실시 상태도, 도 3은 본 고안 스트립 이동속도 제어장치의 상세한 구성도로서, 스위치(S1∼Sn)를 순차적으로 온(ON)시키면 온된 스위치에 연결된 발광부(X)의 포토다이오드(D1)가 온되어 해당 수광부(Y)의 포토트랜지스터(Q1)가 턴온되어 포토센서(PS1∼PSn)로 부터는 출력신호(a∼n)가 출력된다. 그에따라 출력신호(a∼n)의 합산값과 신호처리부(20)에 있는 저항(R8∼R11)에 의해 설정된 스트립 위치제어 기준값을 합산한 값이 신호(Vi)로서 반전증폭기(OP1)로 인가되어 반전증폭기(OP1)로부터 출력신호(Vs)가 출력된다.2 is an embodiment of the present invention strip movement speed control device, Figure 3 is a detailed configuration of the present invention strip movement speed control device, when the switch (S 1 ~ Sn) is sequentially turned on (ON) connected to the on switch The photodiode D 1 of the light emitting unit X is turned on, the phototransistor Q 1 of the light receiving unit Y is turned on, and output signals a to n are output from the photoelectric sensors PS 1 to PSn. . Accordingly, the sum of the sum of the output signals a to n and the strip position control reference value set by the resistors R 8 to R 11 in the signal processing unit 20 are the signals V i as the inverting amplifier OP. 1 ) is applied to the output signal (Vs) from the inverting amplifier (OP 1 ).
상기 출력신호(Vs)는 반전증폭기(OP2)로 인가되어 이득이 조정된후 출력신호(OUT)로서 출력됨으로써 출력신호(OUT)가 전단부 직류전동기(3)의 회전속도 보상값으로 전단부 직류전동기(3)에 제공되어 전동기의 회전속도가 제어되므로 스트립(5)의 이동속도가 제어되게 된다.The output signal Vs is applied to the inverting amplifier OP 2 , and the gain is adjusted, and then output as the output signal OUT, thereby outputting the output signal OUT as the rotation speed compensation value of the front end DC motor 3. Since the rotational speed of the electric motor is controlled by being provided to the DC motor 3, the moving speed of the strip 5 is controlled.
예컨대 포토센서를 10개 설치하여 각 포토센서의 출력이 1V라고 하면 포토센서 출력들의 합으로 0V∼10V 까지 얻어지게되고, 이 경우 스트립 위치제어 기준값이 -3V로 설정되었다면 반전증폭기(OP1)의 출력신호(Vs)로는 3V∼-7V를 얻을 수 있고 이 값이 반전증폭기(OP2)의 이득조정에 의해 조정되어 전단부 직류전동기(3)의 회전속도 보상값으로 제공되게 된다.For example, if 10 photosensors are installed and the output of each photosensor is 1V, the sum of the photosensor outputs is obtained from 0V to 10V. In this case, if the strip position reference value is set to -3V, the inverting amplifier OP 1 As the output signal Vs, 3V to 7V can be obtained, and this value is adjusted by the gain adjustment of the inverting amplifier OP 2 to provide the rotation speed compensation value of the front end DC motor 3.
도 4는 센서의 감지폭에 대한 출력전압(OUT)을 나타낸 것으로서, 도 4a가 동래의 경우이고 도 4b가 본 고안의 경우이다.Figure 4 shows the output voltage (OUT) with respect to the sensing width of the sensor, Figure 4a is the case of the same and Figure 4b is the case of the present invention.
도 4에서 종래의 경우에는 센서의 감지폭과 출력전압(OUT)이 임의로 변경할 수 없는 고정된 것이나 본 고안의 경우는 설치되는 포토센서의 수효를 조절하여 센서의 감지폭을 임의로 설정할 수 있고, 스트립 위치제어 기준값을 임의로 설정할 수 있으므로 출력전압(OUT)의 크기를 임의로 설정할 수 있는 특징이 있다.In FIG. 4, in the conventional case, the sensing width and the output voltage OUT of the sensor are not fixed, but in the present invention, the sensing width of the sensor may be arbitrarily set by adjusting the number of photosensors installed. Since the position control reference value can be set arbitrarily, the magnitude of the output voltage OUT can be arbitrarily set.
상기한 바와 같이 작용하는 본 고안 스트립 이동속도 제어장치에 의하면 전후단부 직류전동기의 회전속도 편차가 발생하지 않게 되어 전단부의 사이드 트리머(Side Trimmer) 장치의 손상 및 파손등 설비사고를 방지할 수 있어 제품의 품질을 향상하고 생산 휴지시간을 줄일 수 있으며, 고 중량의 위치검출기를 필요로 하지 않아 경제적일 뿐만 아니라 위치검출기 교체에 따르는 불편을 줄일수 있는 장점이 있다.According to the present invention strip movement speed control device acting as described above, the rotation speed deviation of the front and rear end DC motors does not occur, thereby preventing equipment accidents such as damage and breakage of the side trimmer device at the front end. It is possible to improve the quality of the product and reduce production downtime, and it is economical because it does not need a heavy position detector, and it has the advantage of reducing the inconvenience caused by replacing the position detector.
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