JPH079610B2 - 長尺材料の張力制御装置 - Google Patents

長尺材料の張力制御装置

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JPH079610B2
JPH079610B2 JP61089451A JP8945186A JPH079610B2 JP H079610 B2 JPH079610 B2 JP H079610B2 JP 61089451 A JP61089451 A JP 61089451A JP 8945186 A JP8945186 A JP 8945186A JP H079610 B2 JPH079610 B2 JP H079610B2
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和才 林
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Fuji Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、2組の搬送装置の中間にあって走行してい
る長尺材料の張力を所定値に制御する長尺材料の張力制
御装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
金属や紙などが帯状や線状になった長尺材料をブライド
ルロールなどの搬送手段により移送する場合に、複数の
ブライドルロールの中間にあるこの長尺材料の張力を適
正値に制御する必要がある。
第3図は2組の搬送手段の中間にあって走行している長
尺材料の張力を検出する従来例を示す図であって、長尺
材料2はこの第3図の左側からVなる速度で走入し、
第1搬送手段としての第1ブライドル3と、第2搬送手
段としての第2ブライドル4を経てVなる速度で右方
へ走出している。第1ブライドル3と第2ブライドル4
との中間には張力発生手段としてのルーパ5が設けられ
ていて、長尺材料2の走入速度Vと走出速度Vとの
速度差に対応してこのルーパ5が左右に移動することに
より上述の速度差を吸収しつつこの長尺材料2に所要の
張力を与えている。
第1ブライドル3と第2ブライドル4との中間にある長
尺材料2の張力を一定に保つために、従来はたとえばル
ーパ5を駆動する電動機の電機子電流を一定値に制御す
る方式があったが、この方式は電動機を加減速するとき
の加減速トルクをも考慮した精密な制御方式とするため
に補償回路が必要であって、回路構成が複雑高価なもの
となる。しかも複雑高価な回路であるにも拘らず長尺材
料2の走行速度が変化するときに発生する張力振動を効
果的に抑制できない欠点を有する。
そこで第3図の従来例に図示しているように、両ブライ
ドル3と4との中間にあって走行している長尺材料2の
張力を直接検出するために符号6なる張力センサたとえ
ばロードセルを設け、この張力センサ6から張力検出回
路7を介して得られる張力実際値信号を前記ルーパ5を
駆動する電動機の電機子電流制御系に与えてフイードバ
ック制御する方式が多用されている。しかしながらこの
第3図に示す従来例の場合、張力センサ6は一般に高価
であり、しかも取付け場所が制約されて取付け不可能あ
るいは保守点検がきわめて困難になる場合が多い。さら
に当該長尺材料2の走行速度が変化するときに発生する
張力振動を抑制しにくいという欠点は依然として存在し
ている。
〔発明の目的〕
この発明は、長尺材料の張力を間接的に検出する安価な
張力検出手段を使用して張力振動を効果的に抑制できる
長尺材料の張力制御装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は、2組の搬送手段の中間にあって走行してい
る長尺材料に張力を印加する張力発生手段を駆動する電
動機の電機子電流と回転速度からこの長尺材料に印加さ
れる張力の推定値を演算する張力推定値演算手段を設
け、これから出力される張力推定値を張力調節手段にフ
イードバックし、当該長尺材料が走入して来る速度と走
出して行く速度との速度差信号と前記張力調節手段出力
信号とを張力制御系のマイナループとしての速度制御系
に入力させることにより、効果的な張力制御をを行わせ
ようとするものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す制御ブロック図であり、
この第1図にもとづき本発明の詳細を以下にて説明す
る。
第1図において、長尺材料2は第1搬送手段としての第
1ブライドル3と、第2搬送手段としての第2ブライド
ル4とにより左側から右側へ搬送されるのであるが、第
1ブライドル3への走入速度がV、第2ブライドル4
からの走行速度がVであり、この走入速度Vと走出
速度Vとの速度差を吸収し、かつ第1ブライドル3と
第2ブライドル4との中間にある長尺材料2に所定の張
力を与えるために張力発生手段としてのルーパ5が設置
されているのは、第3図にて既述の従来例の場合と同様
である。
直流電動機を使用した第1ブライドル電動機31により第
1ブライドル3を駆動するのであるが、この第1ブライ
ドル電動機31の速度の制御は、速度設定器37、速度調節
器36、電流調節器35、電流検出器34および速度発電機32
で構成された速度制御系が交流を直流に変換する電力変
換器33を制御することで達成できる。同様に第2ブライ
ドル4を駆動するための第2ブライドル電動機41の速度
の制御も速度設定器47、速度調節器46、電流調節器45、
電流検出器44および速度発電機42で構成された速度制御
系により電力変換器43を制御することで達成できる。
第1ブライドル3と第2ブライドル4との中間を走行し
ている長尺材料2にTなる張力を与えるために設置され
ている張力発生手段としてのルーパ5はルーパ電動機51
で駆動されるのであるが、電力変換器53で直流に変換さ
れてこのルーパ電動機51に流れる電機子電流実際値Iが
電流検出器54で検出され、またルーパ電動機51に結合さ
れた速度発電機52によりその回転速度実際値Nが検出さ
れる。
張力推定値演算回路57は上述の電流実際値信号Iと速度
実際値信号Nとを入力することにより張力推定値信号T
を演算して張力調節器58に与える。張力調節器58には
この張力推定値信号Tと、張力設定器59から出力され
る張力目標値信号とが入力され、当該張力調節器58から
は両入力信号の偏差を零にする速度信号が出力される。
速度発電機32からは長尺材料2の走入速度に対応するV
なる速度信号が出力され、同様に速度発電機42からは
長尺材料2の走出速度に対応するVなる速度信号が得
られるので、これら両ブライドル3と4の速度偏差V
−Vと上述の張力調節器58から出力される速度信号と
を速度調節器56に入力させて両入力信号の偏差を零にす
る電流目標値信号を出力させる。さらにこの電流目標値
信号と電流検出器54から検出される電流実際値信号Iと
の偏差を電流調節器55に入力させ、この入力偏差を零に
する制御信号を電力変換器53に与えて当該電力変換器53
の出力直流電圧を制御することでルーパ電動機51を所望
速度で運転させる。従って両ブライドル3と4との中間
にある長尺材料2の張力を所定の値Tに制御できる。
第2図は第1図に示す実施例回路における張力推定値演
算回路の構成をあらわしたブロック図である。この第2
図において、ルーパ電動機51、速度発電機52、電力変換
器53、電流検出器54、電流調節器55、速度調節器56、張
力調節器58および張力設定器59は第1図において既に説
明済みであるから、これらの説明は省略する。なお符号
51Fはルーパ電動機51の界磁である。
張力推定値演算回路57は磁束演算器61、乗算器62、関数
発生器63、割算器64、積分回路65と67および比例回路66
と68とで構成されており、下記のようにして長尺材料2
の張力推定値Tを演算する(*なる符号を付した値は
推定値をあらわすものとする)。
速度発電機52からの速度実際値信号Nを磁束演算器61に
与えることにより、ルーパ電動器51の界磁磁束Φが算出
され、この磁束Φと電流検出器54から得られる電流実際
値信号Iとを乗算器62において掛け合わせることにより
電動機トルク実際値Tが算出されるのであるが、この
電動機トルク実際値Tと電動機速度実際値信号Nとに
より電動機負荷トルク推定値T をシミュレートす
る。すなわち電動機トルク実際値Tとシミュレートさ
れた電動機負荷トルク推定値T との差を積分回路65
に入力させることによりシミュレートされた電動機速度
推定値Nが出力されるのであるがこの積分回路65に含
まれるJなる値は電動機トルク変化から電動機速度実際
値変化に対応する積分時間をあらわす。このようにして
シミュレートされた電動機速度推定値Nと電動機速度
実際値信号Nとの差分を積分回路67に入力させることに
よりシミュレートされた電動機負荷トルク推定値T
を得るのであるが、この負荷トルク推定値T は電動
機負荷に対するトルク分のみを検出するものであり、電
動機負荷トルク実際値に含まれている電動機加減速トル
クを含んでいない。この電動機加減速トルクは容易に検
出することができないので、負荷トルク推定値T
求めることにより簡単に負荷にかかるトルク分を推定す
ることが可能となる。この積分回路67は入力された速度
差が零、すなわちN=Nとなるまで出力される電動機
負荷トルク推定値T は変化しつづけ、N=Nとな
ったときこの電動機負荷トルク推定値T は電動機負
荷トルク実際値Tと同じ値となる。
上述の回路によるシミュレーション動作において、電動
機速度推定値Nは常に電動機速度実際値Nに安定して
追従できるような配慮が必要である。そこで入力値N−
に対してG1なるゲインを有する比例回路66を積分回
路65の入力側に設置し、同様にG2なるゲインを有する比
例回路68を積分回路67の入力側に設けてフイードバック
させている。これらのフイードバックゲインG1とG2を適
切に選定することにより、電動機負荷トルク推定値T
を得るときの応答を最適に調整することができる。
上述のようにしてシミュレートされた電動機負荷トルク
推定値T を割算器64に入力させ、ここでT をル
ーパ5のロール径で割算すれば長尺材料2の張力推定値
が得られる。かくして張力推定値演算回路57から出
力される張力推定値Tを張力設定値とともに張力調節
器58に入力させることにより、両ブライドル3と4との
中間を走行している長尺材料2の張力を常に所望の張力
設定値に制御することができる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、長尺材料を搬送する2組の搬送手段
の中間にあって走行している長尺材料に張力を与える張
力発生手段を駆動する電動機の電機子電流と回転速度と
を検出し、この電流と速度から当該長尺材料の張力推定
値を演算する張力推定値演算手段を設け、これから得ら
れる張力推定値が所望する張力設定値と一致するように
前記の張力発生手段を制御するようにしている。このよ
うな回路構成にすることにより、従来使用していたロー
ドセルなどのように高価でかつ取付け場所に制約の多い
機械的な張力検出手段が不要になるので、張力制御装置
を安価に構成できる利点を有する。さらに張力推定値演
算手段における張力推定値を演算する過程でのフイード
バック回路のゲイン調整を最適に設定できることから、
素早くかつ安定な応答を得ることができるので、長尺材
料の走行速度が変化するときでも張力振動の発生を抑制
でき、当該長尺材料の品質を低下させるおそれがないと
いう効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す制御ブロック図であり、
第2図は第1図に示す実施例回路における張力推定値演
算回路の構成をあらわしたブロック図である。第3図は
2組の搬送手段の中間にあって走行している長尺材料の
張力を検出する従来例を示す図である。 2……長尺材料、3……第1搬送手段としての第1ブラ
イドル、4……第2搬送手段としての第2ブライドル、
5……張力発生手段としてのルーパ、6……張力セン
サ、7……張力検出回路、31……第1ブライドル電動
機、41……第2ブライドル電動機、51……ルーパ電動
機、32,42,52……速度発電機、33,43,53……電力変換
器、34,44,54……電流検出器、35,45,55……電流調節
器、36,46,56……速度調節器、37,47……速度設定器、5
7……張力推定値演算回路、58……張力調節器、59……
張力設定器、61…磁束演算器、62……乗算器、63……関
数発生器、64……割算器、65,67……積分回路、66,68…
…比例回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長尺材料を搬送する第1搬送手段と第2搬
    送手段と、これら両搬送手段の中間にある前記長尺材料
    に所定の張力を印加する張力発生手段とを備えた長尺材
    料の搬送装置において、 前記張力発生手段を駆動する電動機の電流実際値と速度
    実際値とからこの電動機のトルク実際値を演算し、この
    電動機トルク実際値と電動機速度実際値とにより電動機
    負荷トルク推定値をシミュレートし、この電動機負荷ト
    ルク推定値から前記長尺材料に印加される張力推定値を
    演算する張力推定値演算手段と、 この張力推定値をフィードバックして張力設定値との偏
    差を零にする張力調節手段と、 当該張力調節手段出力信号と、前記第1搬送手段駆動電
    動機の速度と第2搬送手段駆動電動機の速度との速度偏
    差とを入力するマイナループとしての速度制御系と が前記張力発生手段駆動電動機に備えられていることを
    特徴とする長尺材料の張力制御装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の長尺材料の張
    力制御装置において、前記張力推定値演算手段における
    電動機負荷トルク推定値のシミュレートは、電動機速度
    実際値と電動機負荷トルク推定値との差を入力してシミ
    ュレートされた電動機速度推定値を出力する積分手段
    と、電動機速度実際値とシミュレートされた電動機速度
    推定値との差を入力してシミュレートされた電動機負荷
    トルク推定値を出力する別の積分手段とにより行われる
    ことを特徴とする長尺材料の張力制御装置。
JP61089451A 1986-04-18 1986-04-18 長尺材料の張力制御装置 Expired - Lifetime JPH079610B2 (ja)

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JPS62245408A JPS62245408A (ja) 1987-10-26
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6061454A (ja) * 1983-09-14 1985-04-09 Hitachi Ltd ル−プカ−付ライン物処理装置

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