JPH0454729B2 - - Google Patents

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JPH0454729B2
JPH0454729B2 JP21189986A JP21189986A JPH0454729B2 JP H0454729 B2 JPH0454729 B2 JP H0454729B2 JP 21189986 A JP21189986 A JP 21189986A JP 21189986 A JP21189986 A JP 21189986A JP H0454729 B2 JPH0454729 B2 JP H0454729B2
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JP
Japan
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roll
strip
tension
speed
controlled
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JP21189986A
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JPS6369925A (ja
Inventor
Eiji Sumya
Akifumi Okamoto
Hideyuki Yoneyama
Akyuki Oka
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6369925A publication Critical patent/JPS6369925A/ja
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  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ストリツプを連続処理するプロセス
ラインにおけるストリツプの張力を安定に保つ方
法に関する。
〔従来の技術〕
ストリツプを連続処理するプロセスでは、連続
したストリツプを搬送するためにピンチロール、
ブライドルロール、ペルパーロール、ハースロー
ル等、様々なロールが使用されている。これらの
ロールはストリツプを円滑に搬送するために速度
制御されたり、電流制御されたり、あるいは電圧
制御による間接的な速度制御が行なわれたりして
いる。
複数の搬送ロールが連続したストリツプを介し
て連接され、かつそれぞれのロールに対して速度
を一定に保つような速度制御がなされると、ロー
ル速度はロールとロールを結ぶストリツプの張力
の大小に関係なく一定の速度で回転する結果、ス
トリツプの張力を適切な値に保つことが困難とな
り、この結果ストリツプの円滑な搬送ができなく
なる。このため複数の搬送ロールを連続したスト
リツプを介して連接された状態で速度制御する場
合、該ロールの駆動電動機の負荷電流の大きさに
比例して一定の割合でロール速度を降下又は上昇
させることのできる、いわゆる垂下特性を持つた
速度制御又は、電圧制御による間接的な速度制御
が行なわれる。これらの場合のロール速度と負荷
電流の関係を表わす近似式を(1)式及び(2)式に示
す。(1)式は垂下特性を持つた速度制御の近似式、
(2)式は駆動電動機に直流電動機を用い、電圧制御
による間接的な速度制御を行なつた場合の近似式
を示す。
V=V∧−αI/I0V0 ……(1) V=K(Va−IRa) ……(2) ただし、(1)、(2)式において、 V:ロール速度 V∧:速度制御系における速度指令の値 α: 〃 垂下率(1>α>0) I0:電動機の定格電流 V0:該プロセスの定格最大速度 K:定数 Va:電圧制御される直流電動機に印加する電機
子電圧 Ra:電圧制御される直流電動機の電気子抵抗 I:駆動電動機の負荷電流 (1)、(2)式は何れの場合も駆動電動機の負荷電流
が増加するとロール速度が下降し、逆に負荷電流
が減少又は負の電流となつた場合はロール速度が
上昇することを示している。
ストリツプ搬送ロールの速度制御にこのような
垂下特性を持たせると、ストリツプに加わる張力
の大きさにより、搬送ロールの負荷電流が変化
し、これに伴なつて速度が自動的に変化してスト
リツプに加わる張力の変動を抑制する効果を持た
せることができ、ストリツプを円滑に搬送する手
段として有効であり、従来から広く適用されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の技術を、複数の搬送ロールを連続したス
トリツプを介して連接された状態で速度制御し、
尚且つ連続したストリツプの特定の区間の張力を
所定の値、即ち特定の区間だけこの区間の前後と
は全く関係なく独立した値に制御しようとする場
合、垂下特性の影響によつて独立した値に制御す
る事が困難になる。この点について第2図に示す
簡単なモデルによつて、更に詳しく説明する。
第2図は、搬送ロールとしてピンチロールを用
いた場合について示している。この図では1〜4
に示すNo.1〜No.4ロールがストリツプ5を、図の
左方から右方に搬送しているものとする。各ロー
ル間のストリツプ5の張力Ti(i=0〜4)の定
常値は、次の連立方程式を解く事によつて求める
ことができる。
Vi=V∧i−Ii/Ioiαi・V0 ……(3) Ti=Ti-1−KTi・Ii+KTi・ILi ……(4) Ti=Ei/Li∫(Vi+1−Vi)dt ……(5) ただし(3)〜(5)式において V∧i(i=1〜4):各ロールの速度制御系に与え
る速度指令値 Vi(i=1〜4):各ロールの速度 V0:各ロールの速度の定格最大値 Ii(i=1〜4):各ロール駆動電動機の負荷電流 ILi(i=1〜4):各ロールの機械的損失に起因す
る電流でIiの内数(ストリツプ曲げ損等も含
む)。
Ipi(i=1〜4):各ロール駆動電動機の定格電流 KTi(i=1〜4):各ロール駆動電動機の電流値
を張力に換算する定数 αi(i=1〜4):各ロールの垂下率 Ei(i=1〜3):各ロール間のストリツプのヤン
グ率 Li(i=1〜3):各ロール間のストリツプの長さ Ti(i=1〜3):各ロール間のストリツプの張
力 説明を簡単にするために(3)〜(5)式において、 ILi=IL Ipi=I0 KTi=KT Ei=E Li=L T0=C0=一定 T4=C4=一定 αi=α なる条件の下に(3)〜(5)式の定常解を求めると次式
のようになる。
T1=KTI0/4αV0(V∧2+V∧3+V∧4−3V∧1)+
3/4C0+ 1/4C4 (6) T2=KTI0/2αV0(V∧3+V∧4−V∧1−V∧2)+1
/2(C0+ C4) (7) T3=KTI0/4αV0(3V∧4−V∧1−V∧2−V∧3)+
1/4C0+ 3/4C4 (8) すなわち、各搬送ロール間のストリツプ張力
T1、T2、T3は(6)、(7)、(8)式によつて求める事が
できる。
ここで第2図のストリツプ5の特定の区間、つ
まりNo.2ロールとNo.3ロールの間のストリツプ張
力T2を、前後の張力T1、T3とは関係なく、所定
の値に制御する場合について考察してみる。
(7)式においてC0、C4は一定と云う条件の下に
張力T2を所定の値に制御しようとする場合、速
度指令値V∧1、V∧2、V∧3、V∧4の何れを変化させ

も制御可能である。しかし、(6)式、(8)式からも分
るとうり、V∧1〜V∧4の値を各々単独に又は複数を
組にして変化させてもT1、T3にも影響を与える
ため、T2をT1、T3とは関係なく、独立して制御
することは困難である。
この問題を解決するために従来は、(3)式におけ
るα2=0、つまりNo.2ロールのみ垂下率と零とす
るような速度制御を行う方法が用いられてきた。
(3)式におけるα2=0、他は前記と同様な条件の下
に(3)〜(5)式の定常解を求めると、次のようにな
る。
T1=KTI0/αV0(V∧2−V∧1)+C0+KTIL (9) T2=KTI0/αV0(V∧3+V∧4−2V∧2)+C4−2KTIL
(10) T3=KTI0/αV0(V∧4−V∧2)+C4+KTIL (11) このような条件(α2=0)なる条件の下では、
T2をT1、T3とは無関係に所定の値に制御しよう
とする場合、(10)式に於いてV∧3の値を調節すれば
良い事が分る。何故なら、V∧3の値は、(9)、(11)式
によつて決まるT1、T3には全く関わりが無いか
らである。
ところがこの方法は新たな問題をひき起こす。
(9)、(10)、(11)式右辺第3項からも分るように、各部
の張力T1、T2、T3が各ロールのストリツプの曲
げ損等をも含む機械的損失ILの影響を受ける。こ
れは(6)、(7)、(8)式では発生しなかつた新たな問題
である。
(9)〜(11)式において、機械的損失ILの大きさは機
械の組立、仕上精度、なじみの程度、潤滑油の粘
度等に加えて、搬送するストリツプの厚みや幅等
の値に大きく左右され変化する。このためα2=0
となる条件を付加する事によつて、T2をT1、T3
とは無関係に独立して制御する事が可能になる反
面、T1、T2、T3が機械的損失ILの影響を受けて
ストリツプ張力が不安定になり、その結果ストリ
ツプがウオークしたり、スリツプ疵が発生し、極
端な場合はヒードバツクルの発生、板破断にいた
り、ライン停止と云う問題が生じるのである。
本発明は、上述の欠点を解決して、垂下特性を
持つた速度制御系によつて制御される、複数の搬
送ロールによつて搬送されるストリツプの特定の
区間の張力を、この区間の前後に影響を与えるこ
となく独立して制御可能とし、且つ各ロールのス
トリツプの曲げ損も含む機械的損失がストリツプ
張力に与える悪影響を無くする方法を提供するこ
とを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するための本発明方法の特徴
は、ストリツプの連続焼鈍設備等、ストリツプを
連続処理するプロセスラインの特定の区間の入側
搬送ロール及び出側搬送ロールの何れかが速度制
御され、他方は速度制御されると同時に、この区
間のストリツプの張力を一定に制御するように構
成されたストリツプ張力制御装置において、入側
搬送ロールを駆動する電動機の負荷電流値と、出
側搬送ロールを駆動する電動機の負荷電流値の和
を求め、この負荷電流値の和に垂下特性の大きさ
を決める定数を乗じた値を用いて入側搬送ロール
及び出側搬送ロールの速度制御装置に与える速度
指令値を同時に同じ量だけ増加又は減少させるこ
とにより、特定区間だけ独立してストリツプの張
力制御を行うことにある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明方法を、一実施例をもとに詳細に
説明する。第1図は第2図と同様ピンチロールを
用いてストリツプを搬送する場合の実施例の制御
装置のブロツク図を示す。図番1〜5、T0〜T4
は第2図と同一のものである。61〜4はピンチロ
ール1〜4を駆動するロール駆動電動機、71〜4
は駆動電動機61〜4の負荷電流を検出する電流検
出器、81〜4は電源装置、91〜4は速度制御装置、
10は電流検出器72、73の検出値を加算する電
流加算器、11は速度指令加算器、12は電流加
算器10の出力にある値を乗算する乗算器、13
はNo.2、No.3ロール間のストリツプ張力を検出す
る張力検出器、14は張力制御装置、153〜4
張力制御加算器、16は各ロールに速度指令値を
出力する速度指令装置である。
No.2ロール2とNo.3ロール3の間のストリツプ
の張力T2を前後の張力T1、T3とは無関係に独立
して所定の値に制御する為に、No.2ロール2及び
No.3ロール3のそれぞれの駆動電動機6-2,6-3
の負荷電流I2及びI3を電流検出器7-2,7-3によ
り検出する。次にこの検出値I2、I3の値を電流加
算器10によつて加算した(I2+I3)なる信号を
得る。該加算器10の信号に乗算器12によつて
1/2I0V0・αなる値を乗じてI2+I3/2I0V0・αなる出 力信号を得る。この信号を同時に速度指令加算器
11-2,11-3に入力して速度指令装置16から
の出力信号であるNo.2ロール2の速度指令値V∧2
及びNo.3ロール3の速度指令値V∧3から減ずるこ
とにより、No.2ロール2の速度制御装置9-2及び
No.3ロール3の速度制御装置9-3には、それぞれ No.2ロール2に対する速度指令=V∧2−I2+I3/2I0 V0・α No.3ロール3に対する速度指令=V∧3−I2+I3/2I0 V0・α なる速度指令が与えられる。この結果、No.2及び
No.3ロールの速度V2、V3は速度制御装置9-2
-3、電源装置8-2,8-3を介して、それぞれ次
式のように速度制御される。
V2=V∧2−I2+I3/2I0V0α ……(12) V3=V∧3−I2+I3/2I0V0α ……(13) 上記(12)、(13)式は先述の(3)式右辺第2項Ipiの代り
に2I0を、Iiの代りに(I2+I3)を代入したにすぎ
ない。
一方、No.1ロール1及びNo.4ロール4は上述と
同じような過程ではあるが、ただし電流検出器7
-1,7-4で負荷電流値I1、I4を検出し、電流加算
を行なわないので乗算器でV0/I0αの値を乗じた信 号を得て、次式のように速度制御される。
V1=V∧1−I1/I0V0α ……(14) V4=V∧4−I4/I0V0α ……(15) 上記(14)、(15)式は先述の(3)式と全く同じものであ
る。(3)式の代りに(12)、(13)、(14)、(15)式を用い、
また ILi=IL Ioi=I0 KTi=KT Ei=E Li=L T0=C0=一定 T4=C4=一定 αi=α なる条件の下に(3)、(4)、(5)式の連立方程式を解
き、ストリツプ張力T1、T2、T3を求めると、次
式となる。
T1=KTI0/4αV0(3V∧2−3V∧1+V∧4−V∧3
+3/4C0+ 1/4C4 (16) T2=E/L∫(V∧3−V∧2)dt (17) T3=KTI0/4αV0(3V∧4−3V∧3+V∧2−V∧1
+1/4C0+ 3/4C4 (18) (17)式が示すように、No.2ロール2とNo.3ロール
3間のストリツプ張力T2を所定の値に制御する
には、No.3ロール3への速度指令V∧3又はNo.2ロ
ール2への速度指令V∧2を一時的に変化させれば
良い。そして(16)、(18)式に示すようにV2を変化さ
せる事によつてT2を制御する場合、No.2ロール
2とNo.1ロール1への速度指令V∧2とV∧1を同時に
同じ量だけ変化させることによつて、T1、T3
全く影響なくT2の制御が可能であり、V∧3を変化
させる事によつてT2を制御する場合も、同様に
No.3ロール3とNo.4ロール4への速度指令V∧3
V∧4を同時に同じ量だけ変化させる事によつて
T1、T3に全く影響なくT2の制御が可能である。
更に、この方法によれば、(16)〜(18)式の右辺に機
械的損失ILの項が全く含まれていない事からも分
るように機械的な損失の影響を受けない張力制御
が可能となる。
第1図に示す実施例は、ストリツプ張力T2
制御するために、速度指令V∧3とV∧4を同時に同じ
量だけ変化させる場合について示している。
No.2ロールとNo.3ロール間に設けた張力検出器
13によつてストリツプ張力T2を検出し、張力
制御装置14によつてV∧3及びV∧4を変化させるべ
き量を決定し、この結果得られるΔVを張力制御
加算器15-3,15-4に入力し、速度指令値V∧3
及びV∧4を同時に同じ量だけ変化させる。
V∧3、V∧4の代りにV∧1、V∧2を変化させる場合
は、張力制御装置14の出力地を張力制御加算器
15-1,15-2に入力させても、全く同様な制御
が可能であることは云うまでもない。
なお、本発明方法をNo.2ロールとNo.3ロール間
のストリツプ張力T2を制御する例で説明したが、
No.1ロールとNo.4ロールの間とかNo.1ロールとNo.
3ロール間等の複数のロール間を特定区間として
制御することも可能である。例えばNo.1ロール
(入側搬送ロール)とNo.4ロール(出側搬送ロー
ル)間を特定区間として張力制御する場合No.1ロ
ールとNo.4ロールを駆動する電動機の負荷電流値
の和(I1+I4)を求め、この負荷電流値の和に乗
算器によつて1/2I0V0・αなる値を乗じた値の信号 をNo.1〜4ロールの各速度指令加算器111〜4
同時入力して、各速度指令値V∧1〜V∧4から減ずる
ものである。
また、ピンチロールによるストリツプ搬送の
他、ハースロールブライドルロール、ヘルパーロ
ール等を用いたプロセスラインの搬送装置に利用
出来ることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明方法を実施するこ
とにより、連続したストリツプの特定の区間のス
トリツプ張力を、区間の前後の張力とは全く独立
して制御を可能とすると共に、各部のストリツプ
張力が、ストリツプの曲げ損等を含む搬送ロール
の機械的損失の影響を受けないのでストリツプに
キズ、ウオーク、破断が発生せず、ストリツプ張
力を安定した状態に維持できるものであり優れた
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図は搬
送ロールによつてストリツプを搬送する際に生じ
る問題点の説明図である。 図面で、1:No.1ロール、2:No.2ロール、
3:No.3ロール、4:No.9ロール、5:ストリツ
プ、6:ロール駆動電動機、7:電流検出器、
8:電源装置、9:速度制御装置、10:電流加
算器、11:速度指令加算器、12:乗算器、1
3:張力検出器、14:張力制御装置、15:張
力制御加算器、16:速度指令装置である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ストリツプの連続焼鈍設備等、ストリツプを
    連続処理するプロセスラインの特定の区間の入側
    搬送ロール及び出側搬送ロールの何れかが速度制
    御され、他方は速度制御されると同時に、この区
    間のストリツプの張力は一定に制御するように構
    成されたストリツプ張力制御装置において、 入側搬送ロールを駆動する電動機の負荷電流値
    と、出側搬送ロールを駆動する電動機の負荷電流
    値の和を求め、この負荷電流値の和に垂下特性の
    大きさを決める定数を乗じた値を用いて、入側搬
    送ロール及び出側搬送ロールの速度制御装置に与
    える速度指令値を同時に同じ量だけ増加又は減少
    させることにより、特定区間だけ独立してストリ
    ツプの張力制御を行うことを特徴とするプロセス
    ラインにおけるストリツプ張力制御方法。
JP21189986A 1986-09-09 1986-09-09 プロセスラインにおけるストリツプ張力制御方法 Granted JPS6369925A (ja)

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