JPH0516042B2 - - Google Patents
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- JPH0516042B2 JPH0516042B2 JP57040545A JP4054582A JPH0516042B2 JP H0516042 B2 JPH0516042 B2 JP H0516042B2 JP 57040545 A JP57040545 A JP 57040545A JP 4054582 A JP4054582 A JP 4054582A JP H0516042 B2 JPH0516042 B2 JP H0516042B2
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- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
- Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高発泡絶縁電線の押出ライン制御方
式に関し、特に、押出被覆されたガス発泡絶縁体
の外径および静電容量のような制御量が多変数で
あるこの種電線の押出ライン制御方式に係わる。
式に関し、特に、押出被覆されたガス発泡絶縁体
の外径および静電容量のような制御量が多変数で
あるこの種電線の押出ライン制御方式に係わる。
一般に、通信用ケーブルとしては、伝送損失を
少なくするという電気的特性上の要請から、静電
容量、従つて誘電率が小さな絶縁物を導体上に押
出被覆したものが用いられる。また、絶縁体はケ
ーブルの支持物である必要もある。このため通信
ケーブルの絶縁体としては、ポリエチレンに発泡
剤を混入した化学発泡ポリエチレン（PFE）が
多用されている。この押出方法は“化学発泡方
式”と呼ばれ約50％までの発泡度が得られる。
少なくするという電気的特性上の要請から、静電
容量、従つて誘電率が小さな絶縁物を導体上に押
出被覆したものが用いられる。また、絶縁体はケ
ーブルの支持物である必要もある。このため通信
ケーブルの絶縁体としては、ポリエチレンに発泡
剤を混入した化学発泡ポリエチレン（PFE）が
多用されている。この押出方法は“化学発泡方
式”と呼ばれ約50％までの発泡度が得られる。
しかしながら、近時、伝送帯域が広くなり、
CATVやCCTV施設が増加していることから、
広帯域、低損失の伝送線路が要求され、従つて高
発泡、例えば85％程度の発泡度を呈する“ガス発
泡方式”が採用されている。
CATVやCCTV施設が増加していることから、
広帯域、低損失の伝送線路が要求され、従つて高
発泡、例えば85％程度の発泡度を呈する“ガス発
泡方式”が採用されている。
このガス発泡押出ラインを第１〜２図に示す。
このライン１０において、心線供給ドラム１０ａ
から引出された心線１１は送出側キヤプスタン１
２から繰出されてプレヒータ１３へ至る。プレヒ
ータ１３は心線１１を誘導加熱により加熱するこ
とにより、均一な発泡を生ぜしめると共に、心線
と発泡絶縁体との密着性を良好にする。
このライン１０において、心線供給ドラム１０ａ
から引出された心線１１は送出側キヤプスタン１
２から繰出されてプレヒータ１３へ至る。プレヒ
ータ１３は心線１１を誘導加熱により加熱するこ
とにより、均一な発泡を生ぜしめると共に、心線
と発泡絶縁体との密着性を良好にする。
次いで心線１１は入線温度測定センサ１４を通
つて押出機１５のクロスヘツド１６へ至る。入線
温度測定センサ１４は、米国カルフオニア州、
LA HABLA在TRANS−MET ENGINE−
ERING、INC.製のNCT−4500−３型で、これ
は非接触式に心線１１の温度を連続測定できるも
ので、精度は±１℃である。
つて押出機１５のクロスヘツド１６へ至る。入線
温度測定センサ１４は、米国カルフオニア州、
LA HABLA在TRANS−MET ENGINE−
ERING、INC.製のNCT−4500−３型で、これ
は非接触式に心線１１の温度を連続測定できるも
ので、精度は±１℃である。
押出機１５は、第１段押出機１７と、その吐出
口１８をドツキング部１９において樹脂入口２０
に直列に連結配置した第２段押出機２１とから成
る（第１〜３図）。各押出機１７，２１には、シ
リンダ１７ａ，２１ａの外周に、シリンダヒータ
２２〜２６および２７〜３０をそれぞれ備えてお
り、シリンダ内にはスクリユー１７ｂ，２１ｂが
延びている。図示はしていないが、第１段のスク
リユー１７ｂには温水が、第２段のスクリユー２
１ｂには冷水が還流している。各スクリユー１７
ｂ，２１ｂはそれぞれモータ１７ｃ，２１ｃによ
つて回転駆動される。
口１８をドツキング部１９において樹脂入口２０
に直列に連結配置した第２段押出機２１とから成
る（第１〜３図）。各押出機１７，２１には、シ
リンダ１７ａ，２１ａの外周に、シリンダヒータ
２２〜２６および２７〜３０をそれぞれ備えてお
り、シリンダ内にはスクリユー１７ｂ，２１ｂが
延びている。図示はしていないが、第１段のスク
リユー１７ｂには温水が、第２段のスクリユー２
１ｂには冷水が還流している。各スクリユー１７
ｂ，２１ｂはそれぞれモータ１７ｃ，２１ｃによ
つて回転駆動される。
クロスヘツド１６にはクロスヘツドヒータ（図
示せず）が設けられている。
示せず）が設けられている。
而して、ホツパー３１から押出機１７へ供給さ
れたポリオレフイン樹脂を含む絶縁体組成物は、
温水を還流して温められたスクリユー１７ｂの混
練による発熱と、シリンダヒータ２２〜２６によ
る、例えば120℃、110℃、120℃、180℃、200℃
のシリンダ温度とにより、溶融軟化する。この軟
化状態の樹脂には、タンク３２より軽量ポンプ３
３を介して液化高圧ガスがノズル３４から注入さ
れる。なお、注入箇所は第３図に示すの地点で
あつてもよい。ガスが注入された樹脂はドツキン
グ部１９において例えば200℃に保持され、第２
段押出機２１へ送り込まれる。この押出機は、冷
水が還流するスクリユー２１ｂの温度、スクリユ
ーの回転による混練の結果発生する発熱およびシ
リンダヒータ２７〜３０により例えば100℃、110
℃、110℃、130℃に昇温したシリンダ温度によ
り、高発泡ポリエチレン絶縁体を製造するのに適
した温度に下げられる。第２段押出機では、樹脂
とガスが完全に混合して多数の独立気泡が該樹脂
中に閉じ込められた発泡絶縁体組成物が形成され
る。この組成物は、第２段押出機のクロスヘツド
のヒータにより保温されながら、該クロスヘツド
へ連続適に送給される心線１１上に押出機被覆さ
れる。ここで押出機２１内の高圧が負荷されてい
た発泡絶縁物中の発泡ガスは大気中に押出された
ときに、高圧から解放されて樹脂中で膨張し、発
泡した泡中の圧力が大気圧と等しくなつたときに
最大となる。而して、この発泡絶縁体は水冷その
他の冷却手段で外周を冷却して外周面にバリヤー
を形成すれば内部の発泡の成長は阻止することが
できる。このため、ライン１０には冷却器が設け
られている。
れたポリオレフイン樹脂を含む絶縁体組成物は、
温水を還流して温められたスクリユー１７ｂの混
練による発熱と、シリンダヒータ２２〜２６によ
る、例えば120℃、110℃、120℃、180℃、200℃
のシリンダ温度とにより、溶融軟化する。この軟
化状態の樹脂には、タンク３２より軽量ポンプ３
３を介して液化高圧ガスがノズル３４から注入さ
れる。なお、注入箇所は第３図に示すの地点で
あつてもよい。ガスが注入された樹脂はドツキン
グ部１９において例えば200℃に保持され、第２
段押出機２１へ送り込まれる。この押出機は、冷
水が還流するスクリユー２１ｂの温度、スクリユ
ーの回転による混練の結果発生する発熱およびシ
リンダヒータ２７〜３０により例えば100℃、110
℃、110℃、130℃に昇温したシリンダ温度によ
り、高発泡ポリエチレン絶縁体を製造するのに適
した温度に下げられる。第２段押出機では、樹脂
とガスが完全に混合して多数の独立気泡が該樹脂
中に閉じ込められた発泡絶縁体組成物が形成され
る。この組成物は、第２段押出機のクロスヘツド
のヒータにより保温されながら、該クロスヘツド
へ連続適に送給される心線１１上に押出機被覆さ
れる。ここで押出機２１内の高圧が負荷されてい
た発泡絶縁物中の発泡ガスは大気中に押出された
ときに、高圧から解放されて樹脂中で膨張し、発
泡した泡中の圧力が大気圧と等しくなつたときに
最大となる。而して、この発泡絶縁体は水冷その
他の冷却手段で外周を冷却して外周面にバリヤー
を形成すれば内部の発泡の成長は阻止することが
できる。このため、ライン１０には冷却器が設け
られている。
冷却器としては、第１図に示すように、移動水
槽３５と固定水槽３６で構成してもよい。冷却器
により発泡が制限され、所定の外径Ｄに形成さ
れ、かつ所定の静電容量Ｃを有する電線は外径測
定器３７を通り、表面をヒータ３８により溶融さ
れて冷却サイジングダイ３９で表面を平滑化され
た後、静電容量測定器４０を通り、引取キマプス
タン４１で所定のライン速度で引取られて巻取ド
ラム４２に巻き取られる。
槽３５と固定水槽３６で構成してもよい。冷却器
により発泡が制限され、所定の外径Ｄに形成さ
れ、かつ所定の静電容量Ｃを有する電線は外径測
定器３７を通り、表面をヒータ３８により溶融さ
れて冷却サイジングダイ３９で表面を平滑化され
た後、静電容量測定器４０を通り、引取キマプス
タン４１で所定のライン速度で引取られて巻取ド
ラム４２に巻き取られる。
第２図は、冷却器系の改変例を示し、第１図の
押出しラインと異なるところは、クロスヘツド１
６の後に、外径測定器３７、冷却サイジングダイ
３９および固定水槽３６が順に配置されているこ
とである。
押出しラインと異なるところは、クロスヘツド１
６の後に、外径測定器３７、冷却サイジングダイ
３９および固定水槽３６が順に配置されているこ
とである。
測定器３７は、安立電気(株)製M503A型レーザ
ー外径測定器で、±10μｍの精度を有する。
ー外径測定器で、±10μｍの精度を有する。
測定器３７は、安立電気(株)製M503A型レーザ
ー外径測定器で、±10μｍの精度を有する。また
測定器４０は英国Bucks、High Wycombe在
BETA社製KI−700CGA（センサーKG1000）で
±0.2PF／ｍの精度を有する。
ー外径測定器で、±10μｍの精度を有する。また
測定器４０は英国Bucks、High Wycombe在
BETA社製KI−700CGA（センサーKG1000）で
±0.2PF／ｍの精度を有する。
ところで、発泡絶縁電線の製造において、電線
の外径Ｄおよび静電容量Ｃが電線の長手方向に均
一でなければならない。そこで、均一な外径Ｄお
よび静電容量Ｃを有する電線を製造するために
は、プレヒータ電圧、第１および第２段の押出機
の各スクリユー回転数、各シリンダ温度、ガス注
入ポンプの回転数、クロスヘツドヒーター電圧、
冷却器による樹脂の強制冷却の度合およびライン
速度などの操作パラメータを操作して所定の値に
制御する必要がある。
の外径Ｄおよび静電容量Ｃが電線の長手方向に均
一でなければならない。そこで、均一な外径Ｄお
よび静電容量Ｃを有する電線を製造するために
は、プレヒータ電圧、第１および第２段の押出機
の各スクリユー回転数、各シリンダ温度、ガス注
入ポンプの回転数、クロスヘツドヒーター電圧、
冷却器による樹脂の強制冷却の度合およびライン
速度などの操作パラメータを操作して所定の値に
制御する必要がある。
なお、上記の例において、押出機１５は第１段
および第２段押出機１７，２１から成るものであ
るが、別法としてこれらを単一の押出機で構成す
ることもできる。
および第２段押出機１７，２１から成るものであ
るが、別法としてこれらを単一の押出機で構成す
ることもできる。
従来から、所定の静電容量Ｃおよび外径Ｄを得
るように押出ライン１０の押出制御を行なうにあ
たつては、ライン系ではキヤプスタン４１の引取
速度、即ちライン速度に応じて押出機１７，２１
のスクリユー１７ｂ，２１ｂの回転数、プレヒー
タ１３の印加電圧などを制御していた。
るように押出ライン１０の押出制御を行なうにあ
たつては、ライン系ではキヤプスタン４１の引取
速度、即ちライン速度に応じて押出機１７，２１
のスクリユー１７ｂ，２１ｂの回転数、プレヒー
タ１３の印加電圧などを制御していた。
また、静電容量Ｃは移動水槽３５の位置（第１
図）または冷却サイジングダイ３９の位置あるい
はその温度（第２図）などにより制御していた。
外径Ｄについては手動で調整し、第１図に示す押
出ラインの場合には、最終的にサイジングダイ３
９によつて外周の表面平滑を行ない、第２図に示
す押出ラインの場合には、最終的にはサイジング
ダイ３９により外径を規定していた。
図）または冷却サイジングダイ３９の位置あるい
はその温度（第２図）などにより制御していた。
外径Ｄについては手動で調整し、第１図に示す押
出ラインの場合には、最終的にサイジングダイ３
９によつて外周の表面平滑を行ない、第２図に示
す押出ラインの場合には、最終的にはサイジング
ダイ３９により外径を規定していた。
何れの場合にも、サイジングダイ３９は所望の
電線外径Ｄと同じ内径を有し、押出された電源の
外径はサイジングダイの手前で前記外径Ｄと同一
かそれよりも僅か大きな径となるように手動で制
御する必要がある。しかし、手動で外径を調整す
る場合にも、押出機のスクリユー回転数や押出機
温度を変えたりすることにより調節し、いわゆる
経験的に外径調整をするにすぎなかつた。しかし
ながら、実際には、移動水槽やサイジングダイを
動かせば、静電容量が変わるのは勿論であるが、
その場合外径も同時に変化してしまうため、静電
容量は制御できても外径は制御できないこととな
り、外径は所望の値から変動してしまう。この結
果、静電容量および外径をそれぞれ独立に制御し
て一定の高品質の電線を製造することは極めて困
難であつた。
電線外径Ｄと同じ内径を有し、押出された電源の
外径はサイジングダイの手前で前記外径Ｄと同一
かそれよりも僅か大きな径となるように手動で制
御する必要がある。しかし、手動で外径を調整す
る場合にも、押出機のスクリユー回転数や押出機
温度を変えたりすることにより調節し、いわゆる
経験的に外径調整をするにすぎなかつた。しかし
ながら、実際には、移動水槽やサイジングダイを
動かせば、静電容量が変わるのは勿論であるが、
その場合外径も同時に変化してしまうため、静電
容量は制御できても外径は制御できないこととな
り、外径は所望の値から変動してしまう。この結
果、静電容量および外径をそれぞれ独立に制御し
て一定の高品質の電線を製造することは極めて困
難であつた。
要すれば、この種押出機ラインにおいては、押
出機の押出温度が一定のときスクリユー回転を減
速するかまたはライン速度を増加させると電線外
径が減少し、押出温度が押上がると発泡率が上が
る一方、外径が増加し、さらにライン速度が上が
ると押出後冷却固化までの時間間隔が短かくなり
発泡が早く停止して発泡率が下がるというよう
に、各フアクターの間に深い関連性があり、これ
らの相互関係を考慮しながら安定した外径と静電
容量（発泡率）の制御をする必要がある。
出機の押出温度が一定のときスクリユー回転を減
速するかまたはライン速度を増加させると電線外
径が減少し、押出温度が押上がると発泡率が上が
る一方、外径が増加し、さらにライン速度が上が
ると押出後冷却固化までの時間間隔が短かくなり
発泡が早く停止して発泡率が下がるというよう
に、各フアクターの間に深い関連性があり、これ
らの相互関係を考慮しながら安定した外径と静電
容量（発泡率）の制御をする必要がある。
即ち、多数の制御量（本実施例の場合、電線の
外径Ｄ、絶縁体の静電容量Ｃ）を含む多数の測定
量（Ｃ、Ｄおよび第１および第２段押出機１７，
２１の各シリンダ１７ａ，２１ａの温度、第２段
押出機のクロスヘツド１６の温度、クロスヘツド
１６における樹脂の温度および樹脂の圧力、第１
および第２段押出機のドツキング部１９の圧力、
ガスの注入流量または注入圧力、心線１１の入線
温度、並びに第１および第２段押出機の各スクリ
ユー１７ｂ，２１ｂの温度）が多数の操作量（本
実施例の場合、該各スクリユー１７ｂ，２１ｂの
回転数、押出機の手前に設けられたプレヒータ１
３の電圧、各シリンダ１７ａ，２１ａのヒータ２
２−３０の電圧、クロスヘツド１６のヒータ電
圧、ガス注入ポンプ３３の回転数、押出ライン１
０の速度並びに冷却器のクロスヘツドからの位置
または温度）の何れかを操作したとき、変動する
場合の制御（多変数制御）において、測定量の測
定により、各制御量が所望の値になるようにそれ
ぞれの操作量を同時に、かつ自動的に制御するこ
とは、従来技術では極めて困難であつた。
外径Ｄ、絶縁体の静電容量Ｃ）を含む多数の測定
量（Ｃ、Ｄおよび第１および第２段押出機１７，
２１の各シリンダ１７ａ，２１ａの温度、第２段
押出機のクロスヘツド１６の温度、クロスヘツド
１６における樹脂の温度および樹脂の圧力、第１
および第２段押出機のドツキング部１９の圧力、
ガスの注入流量または注入圧力、心線１１の入線
温度、並びに第１および第２段押出機の各スクリ
ユー１７ｂ，２１ｂの温度）が多数の操作量（本
実施例の場合、該各スクリユー１７ｂ，２１ｂの
回転数、押出機の手前に設けられたプレヒータ１
３の電圧、各シリンダ１７ａ，２１ａのヒータ２
２−３０の電圧、クロスヘツド１６のヒータ電
圧、ガス注入ポンプ３３の回転数、押出ライン１
０の速度並びに冷却器のクロスヘツドからの位置
または温度）の何れかを操作したとき、変動する
場合の制御（多変数制御）において、測定量の測
定により、各制御量が所望の値になるようにそれ
ぞれの操作量を同時に、かつ自動的に制御するこ
とは、従来技術では極めて困難であつた。
また、このような多変数の制御量と操作量の相
関関係で、各対の制御量−操作量に依る制御方式
だけでは、制御量の安定性が悪く、かつ応答性に
劣るという難点があつた。
関関係で、各対の制御量−操作量に依る制御方式
だけでは、制御量の安定性が悪く、かつ応答性に
劣るという難点があつた。
従つて、本発明の主目的は、高発泡即ちガス発
泡絶縁電線押出ラインの多変数制御を行なうにあ
たり、電線外径と静電容量の制御量を含む測定量
の検出要素により、各制御量がそれぞれ所望の値
（設定目標値）になるように押出機、プレヒータ、
冷却器の操作量を同時に、かつ自動的に制御する
高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式を提供する
ことである。
泡絶縁電線押出ラインの多変数制御を行なうにあ
たり、電線外径と静電容量の制御量を含む測定量
の検出要素により、各制御量がそれぞれ所望の値
（設定目標値）になるように押出機、プレヒータ、
冷却器の操作量を同時に、かつ自動的に制御する
高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式を提供する
ことである。
本発明の他の目的は、かかる方式において安定
性および（または）反応性の一段と向上した制御
手段を提供することである。
性および（または）反応性の一段と向上した制御
手段を提供することである。
以下、本発明による高発泡絶縁電線の押出ライ
ン制御方式を、第１〜２図に示す押出ラインに適
用した実施例につき図面に基づき詳述する。
ン制御方式を、第１〜２図に示す押出ラインに適
用した実施例につき図面に基づき詳述する。
第４図に示す制御方式においては、制御対象で
ある高発泡絶縁電線押出機ライン１０から押出さ
れた電線の制御量（外径Ｄおよび静電容量Ｃ） Ｙ＝Y1 Y2 と、該制御量に影響を及ぼす状態変数（第１およ
び第２段押出機の各シリンダの温度、第２段押出
機のクロスヘツドの温度、クロスヘツド中におけ
る樹脂の温度および樹脂の圧力、第１および第２
段押出機間のドツキング部の圧力、ガスの注入流
量または注入圧力、心線の入線温度、並びに第１
および第２段押出機の各スクリユーの温度）とか
ら成る複数の測定量 が、前記制御量を変動させる入力パラメータとし
ての複数の操作量（各スクリユーの回転数、押出
機の手前に設けられたプレヒータの電圧、各シリ
ンダのヒータ電圧、クロスヘツドのヒータ電圧、
ガス注入ポンプの回転数、押出ラインのライン速
度並びに冷却器のクロスヘツドからの位置または
温度） によつて変動する場合に、前記制御量がその目標
値 YR＝YR1 YR2 に調節されるように操作量を制御せんとするもの
である。
ある高発泡絶縁電線押出機ライン１０から押出さ
れた電線の制御量（外径Ｄおよび静電容量Ｃ） Ｙ＝Y1 Y2 と、該制御量に影響を及ぼす状態変数（第１およ
び第２段押出機の各シリンダの温度、第２段押出
機のクロスヘツドの温度、クロスヘツド中におけ
る樹脂の温度および樹脂の圧力、第１および第２
段押出機間のドツキング部の圧力、ガスの注入流
量または注入圧力、心線の入線温度、並びに第１
および第２段押出機の各スクリユーの温度）とか
ら成る複数の測定量 が、前記制御量を変動させる入力パラメータとし
ての複数の操作量（各スクリユーの回転数、押出
機の手前に設けられたプレヒータの電圧、各シリ
ンダのヒータ電圧、クロスヘツドのヒータ電圧、
ガス注入ポンプの回転数、押出ラインのライン速
度並びに冷却器のクロスヘツドからの位置または
温度） によつて変動する場合に、前記制御量がその目標
値 YR＝YR1 YR2 に調節されるように操作量を制御せんとするもの
である。
なお、第４図に示す測定量Y1〜Y12および操作
量U1〜U9を第１図に概略的に表わす。これらの
量は次の物理量を意味している。
量U1〜U9を第１図に概略的に表わす。これらの
量は次の物理量を意味している。
Y1……押出被覆された電線の外径Ｄ
Y2…… 〃 静電容量Ｃ
Y3……第１段押出機のシリンダの温度
Y4……第２段 〃
Y5……クロスヘツドの温度
Y6……クロスヘツド中の樹脂温度
Y7…… 〃 圧力
Y8……第１および第２段押出機のドツキング部
の圧力 Y9……注入ガスの流量または注入圧力 Y10……心線の入線温度 Y11……第１段スクリユーの温度 Y12……第２段スクリユーの温度 U1……第１段スクリユーの回転数 U2……第２段 〃 U3……プレヒータの印加電圧 U4……第１段シリンダのヒータ電圧 U5……第２段 〃 U6……クロスヘツドヒータ電圧 U7……ガス注入ポンプの回転数 U8……ライン速度 U9……冷却器のクロスヘツドからの位置などの
押出後の樹脂の制御冷却の度合 上記において、各シリンダの温度Y3、Y4およ
びヒータ電圧U4、U5はそれぞれの各ヒータ部分
２２〜２６、２７〜３０（第３図）の温度および
ヒータ電圧を代表して表わしており、またドツキ
ング部の圧力Y8は、第１段押出機の樹脂圧力と
考えられ、この圧力が高くなるとガスの注入は、
他のフアクター、例えばポンプの回転数が一定で
あるとすれば、低下する。
の圧力 Y9……注入ガスの流量または注入圧力 Y10……心線の入線温度 Y11……第１段スクリユーの温度 Y12……第２段スクリユーの温度 U1……第１段スクリユーの回転数 U2……第２段 〃 U3……プレヒータの印加電圧 U4……第１段シリンダのヒータ電圧 U5……第２段 〃 U6……クロスヘツドヒータ電圧 U7……ガス注入ポンプの回転数 U8……ライン速度 U9……冷却器のクロスヘツドからの位置などの
押出後の樹脂の制御冷却の度合 上記において、各シリンダの温度Y3、Y4およ
びヒータ電圧U4、U5はそれぞれの各ヒータ部分
２２〜２６、２７〜３０（第３図）の温度および
ヒータ電圧を代表して表わしており、またドツキ
ング部の圧力Y8は、第１段押出機の樹脂圧力と
考えられ、この圧力が高くなるとガスの注入は、
他のフアクター、例えばポンプの回転数が一定で
あるとすれば、低下する。
制御量Y1〜Y2は、引出し点50から引出されて
目標値YR1〜YR2の差引き点５１へそれぞれ接続
され、制御量と目標値の を得ている。 これらの差ε1、ε2は、演算要素Ｃ
に印加される。要素Ｃは と記述される行列で、 の操作変数U′c1………U′c9を線形処理により与え
るものである。これらの操作変数はそれぞれ積分
器I1〜I9に印加され、積分動作が遂行されて量
Uc1〜Uc9として各操作量Uc1〜Uc9に印加され
る。
目標値YR1〜YR2の差引き点５１へそれぞれ接続
され、制御量と目標値の を得ている。 これらの差ε1、ε2は、演算要素Ｃ
に印加される。要素Ｃは と記述される行列で、 の操作変数U′c1………U′c9を線形処理により与え
るものである。これらの操作変数はそれぞれ積分
器I1〜I9に印加され、積分動作が遂行されて量
Uc1〜Uc9として各操作量Uc1〜Uc9に印加され
る。
この量Ucは、積分機能が遂行される結果、次
のように表わされる。
のように表わされる。
この積分動作とは、積分器による線形の積分機
能のみならず、積分機能を含む、あるいはこれと
類似する動作を包含するものである。
能のみならず、積分機能を含む、あるいはこれと
類似する動作を包含するものである。
また、積分動作には動的補償を含ませるように
してもよい。
してもよい。
なお、演算要素Ｃの、
の各要素は、制御対象としての高発泡絶縁電線押
出ライン１０を自動制御する前に、予じめその制
御対象をモデルとして最適制御理論と、目標値
YR1〜YR2を与えるときの、操作変数U′C1〜U′C9、
の操作量U1〜U9、制御量Y1〜Y2の挙動のシユミ
レーシヨンとにより求め、最も適切に定められる
ものである。
出ライン１０を自動制御する前に、予じめその制
御対象をモデルとして最適制御理論と、目標値
YR1〜YR2を与えるときの、操作変数U′C1〜U′C9、
の操作量U1〜U9、制御量Y1〜Y2の挙動のシユミ
レーシヨンとにより求め、最も適切に定められる
ものである。
また、引出し点５０は、フイードバツク要素Ｆ
を介して差引き点５２に接続されている。これに
より、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y12にフ
イードバツク動作が線形処理により遂行され操作
量U1〜U9へ減算的に印加される。このフイード
バツク動作には、動的補償を含ませるようにして
もよい。フイードバツクの出力UFは、 である。
を介して差引き点５２に接続されている。これに
より、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y12にフ
イードバツク動作が線形処理により遂行され操作
量U1〜U9へ減算的に印加される。このフイード
バツク動作には、動的補償を含ませるようにして
もよい。フイードバツクの出力UFは、 である。
なお、
の各要素も、前述の最適制御理論と、シユミレー
シヨンとにより予じめ求められるものである。
シヨンとにより予じめ求められるものである。
更に、引出し点５３は、フイードフオワード要
素Ｎを介して加合せ点５２へ接続されている。こ
れにより、目標値YR1〜YR2にフイードフオワー
ド動作即ち比例動作が線形処理により遂行されて
操作量U1〜U9へ加算的に印加される。このフイ
ードフオワード動作には、動的補償を含ませるよ
うにしてもよい。フイードフオワードの出力UN
は、 である。
素Ｎを介して加合せ点５２へ接続されている。こ
れにより、目標値YR1〜YR2にフイードフオワー
ド動作即ち比例動作が線形処理により遂行されて
操作量U1〜U9へ加算的に印加される。このフイ
ードフオワード動作には、動的補償を含ませるよ
うにしてもよい。フイードフオワードの出力UN
は、 である。
この場合、
の各要素も、前述と同様に最適制御理論と、シユ
ミレーシヨンとによつて予じめ求められるもので
ある。
ミレーシヨンとによつて予じめ求められるもので
ある。
このように、操作量Ｕには、３種類の操作入力
が供給される結果、最終的には操作量Ｕは次のよ
うになる。
が供給される結果、最終的には操作量Ｕは次のよ
うになる。
Ｕ＝Uc−UF＋UN
操作量へ供給されるこれらの和出力
Uc−UF＋UN
が所定の範囲を越えるときに、前記積分動作を停
止させるリミツタL1……L9が各操作ラインに介
在されている。
止させるリミツタL1……L9が各操作ラインに介
在されている。
第４図において、点線で囲む部分は東京芝浦電
気(株)社製TOSBAC7／40型CPUを表わし、目標
値YR1〜YR2の入力インターフエースには入出力
装置Ｉ／Ｏ−１、操作量U1〜U9の出力インター
フエースにはＤ／Ａ変換のための入出力装置Ｉ／
Ｏ−２、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y12の
後向き径路への入力インターフエースにはＡ／Ｄ
変換のための入出力装置Ｉ／Ｏ−３が介在されて
いる。 このように構成されて成る多変数自動制
御系は次のように動作する。
気(株)社製TOSBAC7／40型CPUを表わし、目標
値YR1〜YR2の入力インターフエースには入出力
装置Ｉ／Ｏ−１、操作量U1〜U9の出力インター
フエースにはＤ／Ａ変換のための入出力装置Ｉ／
Ｏ−２、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y12の
後向き径路への入力インターフエースにはＡ／Ｄ
変換のための入出力装置Ｉ／Ｏ−３が介在されて
いる。 このように構成されて成る多変数自動制
御系は次のように動作する。
先ず押出機ライン１０を働らかせて、制御量
Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y12に応じて積分動作
の初期値を設定する（第５図）。次いで、CPUは
目標値YR1〜YR2、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1
〜Y12のデータを読み取る。CPUの演算要素Ｃ、
フイードバツク要素Ｆ、フイードフオワード要素
Ｎはそれぞれ前述の行列式で表わされる値に従つ
てその演算を遂行し、 を計算する。
Y1〜Y2を含む測定量Y1〜Y12に応じて積分動作
の初期値を設定する（第５図）。次いで、CPUは
目標値YR1〜YR2、制御量Y1〜Y2を含む測定量Y1
〜Y12のデータを読み取る。CPUの演算要素Ｃ、
フイードバツク要素Ｆ、フイードフオワード要素
Ｎはそれぞれ前述の行列式で表わされる値に従つ
てその演算を遂行し、 を計算する。
この操作量出力は、所定の範囲内に維持されて
制御される必要がある。このため、各操作量出力
値は、その範囲にあるか否かが判断され、若しも
その範囲内にあるときは、積分動作を遂行し、範
囲を越えるときは、各リミツタL1〜L9を介して
出力せしめる（第４図）。
制御される必要がある。このため、各操作量出力
値は、その範囲にあるか否かが判断され、若しも
その範囲内にあるときは、積分動作を遂行し、範
囲を越えるときは、各リミツタL1〜L9を介して
出力せしめる（第４図）。
このようにして、各操作変数U′c1………U′c9は
それぞれ積分器I1……I9が働らき、積分動作が遂
行されて の積分出力を生じる。
それぞれ積分器I1……I9が働らき、積分動作が遂
行されて の積分出力を生じる。
このような機能を導入すれば、本実施例のよう
に操作量としての入力作動範囲があるにもかかわ
らず、動作開始時から積分動作を遂行すれば、当
初は操作量と目標値との差ε1……ε2が大きいの
で、操作量の値が事実上不都合な操作量信号を発
生するということが回避される。
に操作量としての入力作動範囲があるにもかかわ
らず、動作開始時から積分動作を遂行すれば、当
初は操作量と目標値との差ε1……ε2が大きいの
で、操作量の値が事実上不都合な操作量信号を発
生するということが回避される。
こうして、積分器は目標値と制御量の差
ε＝YR1
YR2−Y1
Y2
が零になるまでの積分動作を繰返し、制御量が目
標値に可及的に接近するように制御ループを形成
するものである。
標値に可及的に接近するように制御ループを形成
するものである。
而して、操作量Ｕ
Ｕ＝Uc−UF＋UN
が計算され、制御対象としての押出ライン１０へ
出力される。
出力される。
この場合、フイードバツク要素Ｆのフイードバ
ツク出力UFは、制御系の固有の特性を安定化さ
せる機能をもつものである。
ツク出力UFは、制御系の固有の特性を安定化さ
せる機能をもつものである。
一方、フイードフオワード要素Ｎの出力UNは、
目標値YRに制御量Ｙが迅速に接近するようにそ
の立上りを早めるもので、特に押出ラインの動作
開始時に大きな効果を有する。この要素Ｎにより
制御系の応答性（レスポンス）は一段と向上す
る。
目標値YRに制御量Ｙが迅速に接近するようにそ
の立上りを早めるもので、特に押出ラインの動作
開始時に大きな効果を有する。この要素Ｎにより
制御系の応答性（レスポンス）は一段と向上す
る。
こうして、操作量Ｕが制御対象即ち押出ライン
１０へ出力されると、次のサンプリングまで所定
時間遅延させ、再び次の動作が繰返される。
１０へ出力されると、次のサンプリングまで所定
時間遅延させ、再び次の動作が繰返される。
上記実施例において、制御量、目標値は２個、
操作変数、操作量は９個、測定量は12個の場合に
ついて説明したが、それぞれｌ、ｎ、ｍ個（ｌ、
ｎ、ｍは正の整数で、ｎ、ｍ≧ｌ）の場合にも、
本発明は等しく適用できるものである。
操作変数、操作量は９個、測定量は12個の場合に
ついて説明したが、それぞれｌ、ｎ、ｍ個（ｌ、
ｎ、ｍは正の整数で、ｎ、ｍ≧ｌ）の場合にも、
本発明は等しく適用できるものである。
以上の実施例からも明らかなように、本発明に
よれば、制御対象としてのガス発泡方式に高発泡
絶縁電線押出ラインの、ＣおよびＤの制御量を含
む測定量が複数の操作量の何れによつても変動す
る場合に、制御量をその目標値に調節されるよう
に操作量を制御するにあたり、制御量と目標値の
差から得られる操作変数のそれぞれに積分動作を
遂行して各操作量に印加するようにしたから、各
操作量が相互にかつ独立して機能を遂行し、制御
量が目標値に接近するように多変数制御され所望
のＣとＤをもつた高品質の高発泡絶縁電線が製造
できる。
よれば、制御対象としてのガス発泡方式に高発泡
絶縁電線押出ラインの、ＣおよびＤの制御量を含
む測定量が複数の操作量の何れによつても変動す
る場合に、制御量をその目標値に調節されるよう
に操作量を制御するにあたり、制御量と目標値の
差から得られる操作変数のそれぞれに積分動作を
遂行して各操作量に印加するようにしたから、各
操作量が相互にかつ独立して機能を遂行し、制御
量が目標値に接近するように多変数制御され所望
のＣとＤをもつた高品質の高発泡絶縁電線が製造
できる。
また、この制御系に、フイードフオワード動作
および（または）フイードバツク動作を遂行させ
ることにより、レスポンスが向上し、安定性が増
大する。
および（または）フイードバツク動作を遂行させ
ることにより、レスポンスが向上し、安定性が増
大する。
第１〜２図は制御対象としての高発泡絶縁電線
の押出ラインの説明図、第３図は該ラインに設け
られた押出機の部分説明図、第４図は該制御対象
へ本発明を適用した自動制御方式のブロツクダイ
ヤグラム、第５図は該方式の動作フローチヤート
を示す。 １０……押出ライン、Y1〜Y2……制御量、Y1
〜Y12……測定量、U1〜U9……操作量、YR1〜
YR2……目標値、ε1〜ε2……制御量と目標値の差、
U′c1〜U′c9……操作変数、１０……押出ライン、
１１……心線、１３……プレヒータ、１５……押
出機、１７……第１段押出機、２１……第２段押
出機、１７ａ，２１ａ……シリンダ、１７ｂ，２
１ｂ……スクリユー、１９……ドツキング部、２
２〜３０……シリンダヒータ、３３……ガス注入
ポンプ、３５，３６，３９……冷却器。
の押出ラインの説明図、第３図は該ラインに設け
られた押出機の部分説明図、第４図は該制御対象
へ本発明を適用した自動制御方式のブロツクダイ
ヤグラム、第５図は該方式の動作フローチヤート
を示す。 １０……押出ライン、Y1〜Y2……制御量、Y1
〜Y12……測定量、U1〜U9……操作量、YR1〜
YR2……目標値、ε1〜ε2……制御量と目標値の差、
U′c1〜U′c9……操作変数、１０……押出ライン、
１１……心線、１３……プレヒータ、１５……押
出機、１７……第１段押出機、２１……第２段押
出機、１７ａ，２１ａ……シリンダ、１７ｂ，２
１ｂ……スクリユー、１９……ドツキング部、２
２〜３０……シリンダヒータ、３３……ガス注入
ポンプ、３５，３６，３９……冷却器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１段押出機中で軟化したポリオレフイン樹
脂に高圧ガスを注入し、第１段押出機に直列に連
結配置した第２段押出機中で樹脂とガスを混合し
て多数の独立気泡が該樹脂中に閉じ込められた発
泡絶縁体組成物を形成し、これを第２段押出機へ
連続的に送給される心線上に押出被覆し、次いで
冷却器を通過せしめることにより発泡絶縁体の外
径および静電容量をそれぞれ所定の値に制御する
高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式において、
前記外径および静電容量等の複数の制御量 Ｙ＝Y1 〓 Yl と、該第１および第２段押出機の各シリンダ温
度、第２段押出機のクロスヘツドの温度、クロス
ヘツドにおける樹脂の温度および樹脂の圧力、第
１および第２段押出機間のドツキング部の圧力、
ガスの注入流量または注入圧力、心線の入線温
度、並びに第１および第２段押出機の各スクリユ
ーの温度のような前記制御量に影響を及ぼす状態
変数とからなる複数の測定量 Y1 〓 Ym が、前記各スクリユーの回転数、前記押出機の手
前に設けられたプレヒータの電圧、前記各シリン
ダーのヒータ電圧、前記クロスヘツドのヒータ電
圧、ガス注入ポンプの回転数、押出ラインのライ
ン速度並びに冷却器のクロスヘツドからの位置ま
たは温度のような前記制御量を変動させる入力パ
ラメータとしての複数の操作量 Ｕ＝U1 〓 Un （但し、ｌ、ｎ、ｍは２以上の正の整数で、ｎ、
ｍ≧ｌ） によつて所定の相関関係で変動する場合に、前記
制御量がその目標値 YR＝YR1 〓 YRl に調節されるように前記操作量を制御するにあた
り、前記制御量と前記目標値の差 を、前記目標値を与えるときの前記操作量および
前記制御量の挙動のシユミレーシヨン評価して予
め決定された演算要素 に乗じて算出される操作変数 U′c＝Uc1 〓 Ucn のそれぞれに積分動作を遂行した出力 Uc＝Uc1 〓 Ucn を各操作量とし、前記制御量を含む複数個の測定
量 Y1 〓 Ym にフイードバツク動作を遂行した出力 UF＝UF1 〓 UFn を前記各操作量へそれぞれ印加すると共に、前記
各操作量へそれぞれ供給される、前記出力Uc−
前記出力UFの和出力が所定値を越える時に、前
記積分動作をそれぞれ停止させることを特徴とす
る高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式。 ２ 押出機中で軟化したポリオレフイン樹脂に高
圧ガスを注入し、樹脂とガスを混合して多数の独
立気泡が該樹脂中に閉じ込められた発泡絶縁体組
成物を形成し、これを該押出機へ連続的に送給さ
れる心線上に押出被覆し、次いで冷却器を通過せ
しめることにより発泡絶縁体の外径および静電容
量をそれぞれ所定の値に制御する高発泡絶縁電線
の押出ライン制御方式において、前記外径および
静電容量等の複数の制御量 Ｙ＝Y1 〓 Yl と、該押出機の各シリンダ温度、押出機のクロス
ヘツドの温度、クロスヘツドにおける樹脂の温度
および樹脂の圧力、ガスの注入流量または注入圧
力、心線の入線温度、並びに押出機の各スクリユ
ーの温度のような前記制御量に影響を及ぼす状態
変数とからなる複数の測定量 Y1 〓 Ym が、前記各スクリユーの回転数、前記押出機の手
前に設けられたプレヒータの電圧、前記各シリン
ダのヒータ電圧、前記クロスヘツドのヒータ電
圧、ガス注入ポンプの回転数、押出ラインのライ
ン速度並びに冷却器のクロスヘツドからの位置ま
たは温度のような前記制御量を変動させる入力パ
ラメータとしての複数の操作量 Ｕ＝U1 〓 Un （但し、ｌ、ｎ、ｍは２以上の正の整数で、ｎ、
ｍ≧ｌ）によつて所定の相関関係で変動する場合
に、前記制御量がその目標値 YR＝YR1 〓 YRl に調節されるように前記操作量を制御するにあた
り、前記制御量と前記目標値の差 を、前記目標値を与えるときの前記操作量および
前記制御量の挙動のシユミレーシヨン評価して予
め決定された演算要素 に乗じて算出される操作変数 U′c＝Uc1 〓 Ucn のそれぞれに積分動作を遂行した出力 Uc＝Uc1 〓 Ucn を各操作量とし、前記制御量を含む複数個の測定
量 Y1 〓 Ym にフイードバツク動作を遂行した出力 UF＝UF1 〓 UFn を前記各操作量へそれぞれ印加すると共に、前記
各操作量へそれぞれ供給される、前記出力Uc−
前記出力UFの和出力が所定値を越える時に、前
記積分動作をそれぞれ停止させることを特徴とす
る高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57040545A JPS58157007A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57040545A JPS58157007A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157007A JPS58157007A (ja) | 1983-09-19 |
| JPH0516042B2 true JPH0516042B2 (ja) | 1993-03-03 |
Family
ID=12583414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57040545A Granted JPS58157007A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 高発泡絶縁電線の押出ライン制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157007A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH069853B2 (ja) * | 1988-09-14 | 1994-02-09 | 株式会社フジクラ | 多段押出機における圧力制御方法 |
| JP2825592B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1998-11-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属線被覆設備の制御装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS511665A (en) * | 1974-03-12 | 1976-01-08 | Nisshin Flour Milling Co | Hotsupusudaneno kaniseizoho |
| JPS53126482A (en) * | 1977-04-13 | 1978-11-04 | Toshiba Corp | Control unit |
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-
1982
- 1982-03-15 JP JP57040545A patent/JPS58157007A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58157007A (ja) | 1983-09-19 |
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