KR840002270B1 - 스트립의 노내장력(爐內張力)제어방법 - Google Patents

스트립의 노내장력(爐內張力)제어방법

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KR840002270B1
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Abstract

내용 없음.

Description

스트립의 노내장력(爐內張力) 제어방법
제1도는 종래의 노내장력제어 장치를 나타낸 블록도.
제2도는 본원 발명에 의한 프로세스 라인에 있어서의 스트립의 노내제어방법의 일례를 적용한 노내장력 제어장치를 나타낸 블록도.
제3도 및 제4도는 그 동작의 설명을 위한 장력분포를 나타낸 곡선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스트립 2 : 로울
3a, 3d : 섹션 4 : 모우터
5a, 5d :전원장치 6a, 6d : 속도조정기
7a, 7e : 텐션미터 8a, 8d : 장력설정기
11 : 장력분담 스케듀울회로 12a, 12d : 승산기
13 : 노내장력 패터언 제어회로
본원 발명은 스트립의 노내장력제어 방법에 관한 것이며, 특히 다수의 로울러에 의해서 반송되는 프로세스라인의 노(爐)의 장력분포의 제어방법에 관한 것이다.
종래이 종류의 장치로서 제1도에 나타낸 것이 있었다.
도면에 있어서 (1)은 노내를 반송되는 피열처리대상재료(被熱處理帶狀材料) (이하 스트립이라고 함), (2)는 다수의 반송로울러이며, 복수, 예를 들어 네개의 섹션(3a)~(3d)으로 나누어서 구동제어된다. 또 (4)는 각 로울러(2)를 각기 구동하는 모우터, (5a)~(5d)는 이들 모우터(4)를 각 섹션마다 일괄구동하는 전원장치이며, 각 섹션마다 모우터(4)의 속도를 속도조정기(6a)~(6d)에 의해서 가변제어한다. 그리고 제1도의 경우 스트립(1)은 우측의 섹션(3a)에서 좌측섹션(3b)(3d)으로 순차 반송되는 것으로 한다.
또한 (7a)~(7d)는 텐션미터이며, 각 섹션(3a)~(3d)의 출구측의 스트립(1)의 장력을 검출한다. 그리고 (8a)~(8d)는 각 섹션(3a)~(3d)마다 설치되어 있는 장력설정기이며, 그 출력을 각 텐션미터(7a)~(7d)의 검출신호와 맞대는 동시에 다시 노내속도기준신호(5d)와 맞대어서 편차신호를 피이드백신호로서 속도조정기(6a)~(6d)에 입력한다. 이리하여 각기 따로따로 제어되는 섹션(3a)~(3d)이 전체로서 프로세스라인의 노를 구성하고 있다.
그리고 섹션(3b)~(3d) 및 그 제어부의 구성중 입력측의 섹션(3a) 및 그 제어부의 구성과 같은 구성의 부분은 도시를 생략했다.
다음에 동작에 대해서 설명한다. 텐션미터(7a)~(7d)에서 각기 검출된 장력신호는 장력설정기(8a)~(8d)의 신호와 비교되어서 속도조정기(6a)~(6d)에 입력된다.
한편 속도조정기(6a)~(6d)에는 노내의 반송속도의 기준신호가 입력되어 있고, 이것에 상기 제어신호가 가해짐으로써 로울의 속도는 어떤 기준속도근처를 위, 아래로 변화하여, 노내의 장력을 변화시키고 최종적으로 텐션미터(7a)~(7d)의 검출신호와 장력설정기(8a)~(8d)의 설정신호가 일치하는 제어를한다.
이처럼 각 제어루우프는 각 섹션(3a)~(3d)마다 독립해서 장력제어를 행한다.
종래의 장력제어장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 다음과 같은 결점이 있었다.
(1) 노내의 각 섹션(3a)~(3d) 전체로서의 장력의 분포패터언을 결정하기 위해서는 그때마다 수동으로 장력설정기(8a)~(8d)를 개개(個個)로 조정해 줄 필요가 있으며, 각 제어루우프가 독립해 있기 때문에 상호간에 간섭이 생겨서 일의적(一義的)으로 결정할 수 없으며, 시행착오에 의한 조정에 의할 수 밖에 없었다.
(2) 노내 로울러구동계는 핀치로울등이 없고 스트립(1)에 대해서 구속력이 약한 것이다. 따라서 독립한 제어루우프를 연속시킨 구성에서는 개개의 제어루우프의 제어력에 한계가 있으며, 장력설정기(8a)~(8d)에 대한 설정치 그 자체에도 번잡한 구속조건이 있어서 조정하기 어렵다고 하는 결점이 있었다.
(3) (2)항에서 설명한 바와 같이, 노내 로울러구동계는 구속력이 약하기 때문에 노내의 장력분포는 길이 방향에 대한 변화율을 어느 일정치 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 그러나 종래의 방법에서는 이것을 관리할 수 없어서, 과대한 제어출력이 가해져, 로울의 미끄럼에 의해 재료에 상처가 난다고 하는 결점이 있었다.
본원 발명은 상기와 같은 종래의 것의 결점을 제거하기 위해서 이루어진 것으로, 노내 장력제어를 각 섹션에서의 장력분담과, 노내 전체의 장력패터언의 양면에서 행함으로써, 첫째로 장력 제어장치로서의 조정을 한층 용이하게 하는 동시에, 둘째로 섹션내에 과대한 제어력이 생기지 않도록 제어할 수 있도록 하고, 다시 셋째로 장력패터언의 변경을 할 때에, 각 센셕의 장력패터언의 변경순서를 결정해서 행하도록 함으로써 전체로서 장력변동이 충분히 작은 상태에서 수정을 할 수 있는 장력제어장치를 얻을 수 있도록 하는 것이다.
다음에 본원 발명의 일실시예를 제1도와의 대응부분에 동일부호를 붙여서 나타낸 제2도에 의거하여 상세히 설명한다. 제2도에 있어서(7e)는 텐션미터이며, 노의 입구부분의 장력을 검출한다. 또(11)은 섹션내 장력분담 스캐듀울회로이며, 각 섹션(3a)~(3d)에 있어서의 장력분담치를 정해진 패터언에서 산출하여 선정한다. 이 선정치는 각 섹션마다에 출력되며, 각 섹션의 입(入), 출(出)측의 텐션미터의 출력의 차와 비교되어 그 편차분이 승산기(乘算器)(12a)~(12d)에 입력된다.
이 승산기(12a)~(12d)에는 노내 장력패터언 제어회로(13)로부터의 수정게인이 입력되며, 편차분은 이 게인만큼 증폭되어서 속도조정기(6a)~(6d)에 입력된다. 따라서 장력분담 스케듀울회로(11)에 의해서 선정된 노내장력분담은 승산기(12a)~(12d)에 입력된 수정게인에 통해서 로울(2)의 속도를 수정함으로써 제어된다.
여기서 노내장력패터언제어회로(13)는 장력분담스케듀울회로(11)가 각 섹션의 장력분담의 제어를 행하는 것에 대해서 후술하는 방법으로 결정된 노내장력패터언으로부터의 전체의 오차를 수정한다. 노내장력패터언제어회로(13)에는 미리 텐션미터(7a)~(7d)의 장력신호가 넣어져 있으며 전체의 장력의 패터언(분포)을 데이터로서 갖고 있다.
따라서 미리 결정된 패터언에서 실장력(實張力)이 어떤 분포로 어긋나 있는지를 알 수 있으며, 이 크기에 응해서 승산기(12a)~(12d)에 있어서의 게인 (gain)을 변경하여 패터언의 오차를 수정하도록 구성되어 있다.
여기서 장력패터언을 변경할 때에 노내 장력패터언 제어회로(13)에서 승산기(12a)~(12d)에의 수정입력의 부여방법은 모든 섹션(3a)~(3d)에 대해서 동시에 행하지는 않고, 노내 장력패터언제어회로(13)의 내부에 예정되어 있는 순서로 행하도록 되어있다.
이상의 구성의 제어장치는 제3도의 장력패터언에 따라서 장력제어를 한다. 제3도는 가로측(橫軸)을 텐션미터의 위치로 하고, 세로 축을 검출장력치로 하여, 각 섹션의 장력치 T1~T5을 이으면 일정한 도형이된다. (이것을 장력 패터언이라고 부른다). 그런데 제2도의 장력분담 스케듀울회로(11)는 이 장력 패터언의경사를 설정하고, 이것에 대해서 노내장력 패터언에 일치하도록 제어한다.
다음에 기준장력패터언의 결정방법 및 장력패터언의 제어방법에 대해서 설명한다.
[1] 장력분담의 결정방법
장력분담은 장력분담스 케듀울회로(11)가 결정한다. 여기서 장력분담은 임의로 결정할 수 있지만, 이 실시예의 경우는 다음의 설명을 위해 노입측(爐入側) 장력 TE과 노출측장력 TD및 노내장력최소치 TMIN이 부여되어 있는 경우를 나타낸다. 그리고 섹션의 수에 대해서, 제3도의 경우는 제2도의 4개의 섹션(3a)~(3d)과, 5개의 텐션미터(7a)~(7d)를 갖춘 예에 대해서 나타내고 있지만, 일반적으로는 제4도에 나타낸 바와 같이 몇개가 있어도 좋다.
그런데 제4도에 나타낸 바와 같이 일반적으로 n개의 섹션 S1,S2.....Sr를 생각하고, r번째의 섹션 Sr의 입구장력을 Tr-1, 출구장력을 Tr로 결정할 경우를 고찰한다. 단, TO=TE(노입측장력), Tn=TD(노출측장력)으로서 주어지고 있다.
제 r번째의 섹션 Sr의 출측장력 Tr에 있어서, TMIN으로 되는 노내분포는 첫번째의 섹션 S1에서 제 r번째의 섹션에 대해서 다음의 장력분담
Figure kpo00001
를 부여하여 선정한다.
Figure kpo00002
또 제(r+1)번째의 섹션에서 제 n번째의 섹션 Sn에 대해서는 다음의 장력분담을 부여한다.
Figure kpo00003
이상에서 결정된 장력의 분담을 각 제어루우프에 설정한다.
[2] 잠력패터언의 제어방법
장력패터언의 제어는 노내장력패터언제어회로(13)에 의해서 제어된다. 먼저 제4도에서 설정된 장력패터언은 노내장력패터언 제어회로(13)내에 기억된다. 그리고 이 기억치를 나타낼 때는 Trx처럼 서픽(suffix)를 붙여서 나타낸다. 다음에 제어의 순서를 나타낸다. (2-1) 각 섹션의 실장력 Tr은 설정된 장력 패터언의 기억치 Trx와 항상 비교된다. 여기서 r=1-n이다. (2-2) 이 비교를 한 후에 │Tr-Trx│=ΔTr의 값이 규정의 값 이상인 것이 1개이상 있을 경우는 다음의 수정게인 g를 계산한다.
Figure kpo00004
단, δi는 첫 i번째의 섹션에 대한 무게수이며, 무게계수 δi를 적당히 선정함으로써, 임의의 섹션의 전체의 장력패터언에 대한 우선도를 결정할 수 있다.
(2-3) 각 섹션의 실장력의 경사 Tr-Tr-1과 기억치 Trx-T(r-1)x를 비교하고,
│Trx-T(r-1)x│〉│Tr-Tr-1│..................(4)
가 성립되면 (1) 또는 (2)식에서 설정한 장력분담의 설정치를 수정게인에 정비례시켜서 증대시킨다.
또 │Trx-T(r-1)x│〈│Tr-Tr-1│............(5)
이라면 (1) 또는 (2)식에서 설정한 장력분담의 설정치를 1/g에 비례시켜서 감소시킨다.
이상의 수정동작을 r=1-n의 장력분담의 루우프에 대해서가하는 것으로 한다.
(2-4) 장력패터언의 변경방법
장력패터언을 변경할 경우는 노내 장력 패터언제어회로(13)에서 승산기(12a)~(12d)에의 수정입력을 필요에 따라서 변경한다. 그런데 각 승산기(12a)~(12d)에의 수정입력의 변경은 동시에 하지 않고, 노내장력패터언제어회로(13)내에 예정된 순서로 하나씩 변경해 간다.
이렇게 하면 전체로서 스트립(1)에 주는 장력의 변동은 최소한으로 국한시킬 수 있다.
그리고 상기 실시예에서는 장력분담을 결정함에 있어서 TE, TD, TMIN이 주어진 경우로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고 각 섹션의 장력분담을 결정할 수 있다면 다른 계산방법이라도 좋다. 또 각 섹션의 장력분담을 직접 주어도 좋다.
또 상기 실시예에서는 장력패터언의 수정게인을 (3)식에서 부여했지만, 요는 Tix-Ti의 변차분(變差分)이 i=1-N에 대해서 균등하게 반영하는 함수라면 좋다.
또한 노내장력을 급격히 변화시키는 것은 일반적으로 바람직하지 못하다. 따라서 [2] 항에서 설명한 장력 패터언의 제어수순 (2-1), (2-2), (2-3)을 어느시간 T을 샘플링시간으로 하여 샘플링 제어하도록 하여도 좋다.
이상과 같이 본원 발명에 의하면 노내장력분포 전체를 관리된 패터언으로 제어하는 동시에, 각 섹션에 있어서의 장력분담을 일정한 범위내에 제어하므로, 첫째로 각 섹션에 대해서 번잡한 조정을 함이없이 노내 장력이 요구되는 임의의 패터언으로 제어할 수 있다.
또 둘째로 각 섹션의 제어출력을 따로따로 억제하고 있으므로 로울의 미끄럼에 의해 재료에 상처가 생기지 않도록 미연에 방지할 수 있다.
또한 셋째로, 장력패터언을 변경할 때에 노내장력패터언 제어회로(13)에서 각 승산기(12a)~(12d)에의 수정입력의 변경을 동시에 하지 않고, 예정된 순서로 하도록 한 것에 의해서 노내 전체로서 스트립(1)에 부여하는 장력의 변동을 최소한으로 억제할 수 있다.

Claims (1)

  1. 프로세스라인의 노내를 복수의 섹션 S1, S2........Sr로 분할하여, 각 섹션 S1,S2.....Sr에 있어서의 장력분담치를 설정하는 장력분담 스케듀울회로(11)를 포함하는 제1의 제어루우프에 의해 각 섹션 S1, S2.....Sr의 장력분담을 제어하는 동시에, 상기 노내의 전체의 장력패터언의 데이터를 갖는 노내장력패터언제어회로(13)를 포함하는 제2의 제어루우프에 의해 상기 노내 전체의 장력분포를 패터언을 스케듀울화하여 제어함으로써, 상기 프로세스라인의 스트립의 장력분포를 제어하며, 또한 일단 정한 당해 장력분포를 변경할 때는 상기 제1의 제어루우프에 의한 각 섹션의 장력분담의 변경을 동시에 하지 않고 예정된 순서로 순차 행함으로써, 상기 프로세스라인의 스트립의 장력변동을 최소한으로 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 스트립의 노내장력 제어방법.
KR1019810001724A 1980-06-19 1981-05-19 스트립의 노내장력(爐內張力)제어방법 KR840002270B1 (ko)

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