JP2001159902A - 張力制御装置 - Google Patents
張力制御装置Info
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Abstract
能にする張力制御装置を提供する。 【解決手段】 搬送中の材料の張力を検出し、得られた
張力検出信号が予め設定された張力基準に一致するよう
に材料の張力を制御するに当たり、張力基準に対する張
力検出信号の偏差を演算する第1の演算手段と、この第
1の演算手段の出力を入力して所定の周波数以上の信号
成分を減衰させて出力する低域フィルタと、この低域フ
ィルタの出力信号レベルが所定値を超えたか否かを判別
するレベル判別手段と、このレベル判別手段によって所
定値を超えたと判別されたとき、低域フィルタの出力信
号を記憶する記憶手段と、張力検出信号から記憶手段に
記憶された値を減算して張力検出信号を補正する第2の
演算手段とを備える。
Description
等の材料搬送中に、検出された張力信号をフィードバッ
ク信号として材料の張力を制御する張力制御装置に関す
る。
の張力を一定に保持するように搬送ロールを駆動する電
動機の速度を制御する張力制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。同図において、電動機1が図示を省略した
搬送ロールを駆動する。この電動機1を速度制御するた
めに、速度基準回路2から出力される速度基準を入力し
て電流指令値を出力する速度制御増幅器3と、この電流
指令値に従って電動機1の電流を制御する電流制御増幅
器4とが設けられている。一方、搬送中の紙に所望の張
力を与えるべく、紙の張力基準を設定する張力設定器5
が設けられている。また、搬送中の紙に実際に発生する
張力を検出する張力検出器6が設けられ、その張力検出
信号がアナログ入力基板とも称されるA−D変換器7に
加えられ、ここでディジタル信号に変換された張力検出
信号が演算手段8に加えられる。演算手段8は張力設定
器6の張力基準を一方入力、D−A変換器7から出力さ
れる張力検出信号を他方入力として、その偏差を演算し
てPI演算手段9に加える。PI演算手段9はその入力
に対して比例、積分演算を実行して速度補正信号を出力
して演算手段10に加える。演算手段10は速度基準回
路2から出力される速度基準を一方入力、PI演算手段
9からの速度補正信号を他方入力として両入力を加算し
て速度制御増幅器3に加える。
方向と直角の方向からロールを押し当て、このロールが
受ける圧力を圧力センサで検出してアナログ信号でなる
張力検出信号を出力するものである。また、演算手段
8、PI演算手段9及び演算手段10はプログラマブル
コントローラ11にその機能を持たせたものであり、速
度制御増幅器3及び電流制御増幅器4はディジタル信号
に基づいてそれぞれの制御動作を実行する。
よって駆動される搬送ロールの下流側の紙の張力を制御
するもので、張力設定器5によって設定された張力基準
と比較して張力検出器6から出力される張力検出信号が
小さいときPI演算手段9に正の偏差信号が加えられ、
この偏差信号に対して比例、積分演算が施され正の速度
補正信号が速度基準回路2の速度基準に加えられる。こ
れによって、電動機1の速度が高められて張力検出信号
を張力基準に一致させる張力のフィードバック制御が実
行される。
を構成する張力検出器6の出力又はA−D変換器7の出
力、すなわち、張力検出信号には、張力検出器6の構造
の如何に拘わらず定常偏差成分(オフセット成分)が存
在する。この定常偏差成分は、機械の調整時にゼロにな
るように調整されるが、紙切れ等で張力検出器6のロー
ル位置がずれたり、温度変化による張力検出器6自体の
出力が変化したりすることにより定常偏差成分が発生し
てしまう。この定常偏差成分が大きくなると、張力制御
系が正常に動作しなくなり、その結果、紙切れが発生す
るというような解決すべき課題を有していた。
れたもので、定常偏差成分の影響を受け難い張力制御を
可能にする張力制御装置を提供することを目的とする。
シート材、線条材等の材料の搬送中の張力を検出し、得
られた張力検出信号が予め設定された張力基準に一致す
るように材料の張力を制御する張力制御装置において、
張力基準に対する張力検出信号の偏差を演算する第1の
演算手段と、この第1の演算手段の出力を入力して所定
の周波数以上の信号成分を減衰させて出力する低域フィ
ルタと、この低域フィルタの出力信号レベルが所定値を
超えたか否かを判別するレベル判別手段と、このレベル
判別手段によって所定値を超えたと判別されたとき、低
域フィルタの出力信号を記憶する記憶手段と、張力検出
手段の出力信号から記憶手段に記憶された値を減算して
張力検出信号を補正する第2の演算手段と、を備えたこ
とを特徴とするものである。
張力制御装置において、低域フィルタは外部操作により
遮断周波数を可変としたことを特徴とするものである。
記載の張力制御装置において、張力検出手段の出力信号
が負値になったことを検出する信号極性判別手段と、こ
の信号極性判別手段が負値を検出したとき張力検出信号
の異常を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とす
るものである。
実施形態に基づいて詳細に説明する。
実施形態の構成を示したブロック図であり、特に紙の搬
送制御装置に適用した場合を示している。図中、従来の
張力制御装置を示す図4と同一の要素には同一の符号を
付してその説明を省略する。ここで、プログラマブルコ
ントローラ11に、新たに、演算手段21、低域フィル
タ22、レベル判別手段23、スイッチ手段24、記憶
手段としてのメモリ25及び演算手段26の各機能が付
加されている。
張力基準を一方入力、A−D変換器7から出力される張
力検出信号を他方入力として、張力基準から張力検出信
号を減算して偏差信号出力するものであり、低域フィル
タ22はディジタルフィルタでなり、演算手段21の偏
差信号を入力して高周波成分を減衰させて実質的には高
周波成分を除去して出力するものである。なお、低域フ
ィルタ22は外部からの人為的な操作によりその遮断周
波数を任意に調整できるようにしたものである。
出力レベルが予め設定した値を超えたことを判別して書
き込み指令を出力し、スイッチ手段24をオン状態にし
て低域フィルタ22の出力信号をメモリ25に記憶させ
る機能を有している。演算手段26はA−D変換器7か
ら出力される張力検出信号を一方入力、メモリ25に記
憶された値を他方入力として、張力検出信号からメモリ
25に記憶された値を減算し、補正された張力検出信号
として演算手段8に加える構成になっている。なお、演
算手段21、26及びスイッチ手段24等はいずれもソ
フトウェアにて実現される。
について、特に従来装置と構成を異にする部分を中心に
して図2をも参照して以下に説明する。
力基準が一定であったとしても、紙の搬送中に張力検出
器6で検出され、A−D変換器7でディジタル信号に変
換された張力検出信号には、直流成分に機械の構造やノ
イズに起因する交流成分が重畳した波形となる。この張
力検出信号に定常偏差成分が含まれていなければ、演算
手段21から交流成分のみが出力されて低域フィルタ2
2に加えられる。低域フィルタ22は遮断周波数を外部
から変更可能に構成され、その値を適切に選定すること
により低域フィルタ22の出力信号レベルは実質的にゼ
ロとなる。従って、レベル判別手段23はスイッチ手段
24をオフ状態に保持するため、メモリ25の記憶値も
ゼロである。従って、A−D変換器7から出力された張
力検出信号が演算手段8によって直接比較され、張力検
出信号に重畳された交流成分を除去する極性でPI演算
手段9に加えられ、張力を一定に制御する周知のフィー
ドバック制御が実行される。
力基準τrefが一定で、かつ、A− D変換器7から
出力される張力検出信号τに、図2(a)に示すよう
に、定常偏差成分τoffsetが含まれていたとする
と、演算手段21から、定常偏差成分τoffsetに
交流信号が重畳した信号が低域フィルタ22に加えられ
る。低域フィルタ22においては、交流信号成分を除去
して、図2(b)に示すように、定常偏差成分τ
offsetを出力する。これに対してレベル判別手段
23は定常偏差成分τoffsetが予め設定した閾値
τthを超えるか否かを判別し、超えると判別したとき
スイッチ手段24をオン状態にする書き込み指令を出力
し、定常偏差成分τoffset をメモリ25に記憶
させる。これに従って、演算手段26はA−D変換器7
か ら出力される張力検出信号τから定常偏差成分τ
offset を減算して演算手段8 に張力のフィード
バック信号として加える。これによって、その値が小さ
い時には制御に影響を与えないが、その値が大きくなる
と正しい制御ができなくなるという定常偏差成分τ
offse t を除去することができ、紙切れ等の発生
を未然に防 ぐことができる。
実施形態の構成を示したブロック図であり、特に紙の搬
送制御系に適用した場合を示している。図中、図1に示
した第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。ここでは、図1に示した第1の
実施形態に対して、張力検出信号τの極性を判別する信
号極性判別手段27の機能をプログラマブルコントロー
ラ11に持たせた点と、判定した極性が負であったとき
に異常を報知する、例えば、表示器又はブザーでなる報
知手段12を新たに設けた点が異なっている。
τoffset が出力されることを前提 としており、
閾値τthの極性も正に設定されている。しかるに、張
力検出器6の構造によっては、極性が負の定常偏差を発
生することがあり、稀ではあるがA−D変換器7から出
力される張力検出信号の極性も負になることがある。こ
の場合には演算手段8の出力が過大になり、正常の制御
が不能になる。図3に示した第2の実施形態では、A−
D変換器7から出力される張力検出信号の極性を信号極
性判別手段27によって判別し、その極性が負であった
ときに、報知手段12によってオペレータに異常を報知
する。これによって、張力検出信号の異常による制御の
不具合を早期に発見することができる。
に係る張力制御装置を紙の搬送制御系に適用している
が、本発明はこれに適用を限定されるものではなく、シ
ート材、線条材等の材料を搬送すると共に、張力検出手
段によって搬送中の材料の張力を検出し、得られた張力
検出信号が予め設定された張力基準に一致するように材
料の張力を制御する殆どの装置に適用することができ
る。
発明によれば、定常偏差成分の影響を受け難い張力制御
を可能にする張力制御装置を提供することができる。
構成を、紙の搬送制御系に適用した場合のブロック図。
ために、時間と張力検出信号及び定常偏差信号との関係
を示した線図。
構成を、紙の搬送制御系に適用した場合のブロック図。
図。
Claims (3)
- 【請求項1】搬送中の材料の張力を検出し、得られた張
力検出信号が予め設定された張力基準に一致するように
前記材料の張力を制御する張力制御装置において、 前記張力基準に対する前記張力検出信号の偏差を演算す
る第1の演算手段と、この第1の演算手段の出力を入力
して所定の周波数以上の信号成分を減衰させて出力する
低域フィルタと、この低域フィルタの出力信号レベルが
所定値を超えたか否かを判別するレベル判別手段と、こ
のレベル判別手段によって所定値を超えたと判別された
とき、前記低域フィルタの出力信号を記憶する記憶手段
と、前記張力検出信号から前記記憶手段に記憶された値
を減算して前記張力検出信号を補正する第2の演算手段
と、を備えたことを特徴とする張力制御装置。 - 【請求項2】前記低域フィルタは外部操作により遮断周
波数を可変としたことを特徴とする請求項1に記載の張
力制御装置。 - 【請求項3】前記張力検出信号が負値になったことを検
出する信号極性判別手段と、この信号極性判別手段が負
値を検出したとき前記張力検出信号の異常を報知する報
知手段と、を備えたことを特徴とする請求項1又は2に
記載の張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34456899A JP3679287B2 (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34456899A JP3679287B2 (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 張力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001159902A true JP2001159902A (ja) | 2001-06-12 |
| JP3679287B2 JP3679287B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=18370286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34456899A Expired - Fee Related JP3679287B2 (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3679287B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022185691A (ja) * | 2021-06-03 | 2022-12-15 | 住友重機械工業株式会社 | 搬送制御装置、搬送制御方法、搬送制御プログラム |
| CN115847786A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-03-28 | 太原理工大学 | 一种多束缠绕设备联合驱动系统及其张力控制方法 |
| JP7840459B1 (ja) * | 2025-05-22 | 2026-04-03 | 株式会社Rej | 異常検出装置 |
-
1999
- 1999-12-03 JP JP34456899A patent/JP3679287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN115847786A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-03-28 | 太原理工大学 | 一种多束缠绕设备联合驱动系统及其张力控制方法 |
| CN115847786B (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-09 | 太原理工大学 | 一种多束缠绕设备联合驱动系统的张力控制方法 |
| JP7840459B1 (ja) * | 2025-05-22 | 2026-04-03 | 株式会社Rej | 異常検出装置 |
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