JPS63242856A - ストリツププロセツシングラインの加減速制御装置 - Google Patents

ストリツププロセツシングラインの加減速制御装置

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JPS63242856A
JPS63242856A JP7230287A JP7230287A JPS63242856A JP S63242856 A JPS63242856 A JP S63242856A JP 7230287 A JP7230287 A JP 7230287A JP 7230287 A JP7230287 A JP 7230287A JP S63242856 A JPS63242856 A JP S63242856A
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deceleration
strip
torque
line speed
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Toshiyuki Koike
小池 敏行
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄鋼プラントのモーター制御に係り。
特に、リールに巻かれるストリップが張力によって速度
制御されるのに好適なストリッププロセッシングライン
の加減速制御装置。
〔従来の技術〕
従来は、鋼製のストリップをペイオフリールでラインに
投入し、そのストリップの先端および後端はシャーで加
工した後、他のストリップと溶接機で溶接し、プライド
ルロールの定めるライン速度で連続運転してルーパー設
備には所要長さのストリップを確保するストリッププロ
セッシングラインにおいて、加減速制御の方法は各種用
いられているが、加減速レートを一定または運転貝が設
定変更して制御するのが一般的である。(特開昭51−
27626号公報および特開昭53−47780号公報
)ライン速度の加減速レートは、最大張力、最大ライン
速度をベースに加減速時間に要するフォーシングトルク
からモーターを定める計画段階に反映するべきであるが
、その時点での加減速時間はプラントの詳細仕様が完全
ではないため、逆に詳細化様が決ってから決定される現
状である。加減速時間は最大張力、最大ライン速度をベ
ースに一定に制御している、すなわち下式に示す加減速
レートを一定にして制御しているのが従来の方式である
a   =Vmax、 /T。
α  :加減速レート Vmax、 :最大ライン速度mpm To  :最大ライン速度〜停止までの時間(加減速時
間) sec。
αを一定にする制御のメリットは制御装置のロジックが
簡単であることがあげられる。
しかし、サイクルタイムや停止時間の精度を向上して製
品の歩留りをセーブすることは自動化が進んだ近年にな
ってクローズアップされて来ている。
本発明の目的は、ストリップの実際の張力が材質、板厚
および板幅によって大幅に変わるとともに、所要のトル
クはリールの張力値およびコイル径によって決まるので
その値を演算してモーターの有効トルクを最大限使用し
、最適な加減速レートを制御できるストリッププロセッ
シングラインの加減速制御装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は、ストリップをラインに投入するリール
と、ラインのライン速度を定めるロールと、ストリップ
の所要長さを確保するルーパーとを備えているストリッ
ププロセッシングラインのストリップのライン速度を加
減速する加減速制御装置において、ストリップの設定張
力、リールの慣性モーメントおよびライン速度それぞれ
の値から得られる必要トルクに対する有効トルクの差に
対応して加減速時間を演算し、この加減速時間に対応し
てラインの加減速レートを設定する加減速制御機構を設
けたことを特徴とするストリッププロセッシングライン
の加減速制御装置を提供することで達成される。
〔作用〕
本発明によれば、ストリップの材質、板厚および板幅等
から判断して運転員が設定張力およびライン速度を制御
装置にプリセットすると、実際のリールコイル径を認識
して加減速に必要なトルクとモーターの有効トルクとを
計算し、ついで、ライン速度とこれらのトルクに対応し
たペイオフリールとプライドルロールそれぞれの加減速
時間とその加減速レートを演算し、いづれかの小さい値
が加減速レートとして速度指令装置に与えられる。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図〜第10図を参照しながら説
明する。
第1図に示されるように、鋼製のストリップ30をライ
ンに投入するNα1およびNα2のペイオフリール16
と、ストリップ3oの先端、後端はシャー19で加工し
、Nα2からのストリップ30と溶接機2oで溶接し、
プライドルロール17の定めるライン速度を入側設備(
ペイオフリールからルーパーまでの設備)のライン速度
基準として連続運転し、ルーパ設備18には入側で溶接
処理中に中央設備が連続運転するための所要長さのスト
リップ30を確保してライン速度を加減速するプロセッ
シングラインの加減速制御装置において、ストリップ3
0の設定張力、リールの慣性モーメントおよびライン速
度それぞれの値から得られる必要トルクに対する有効ト
ルクの差に対応して加減速時間を演算し、この加減速時
間に対応してラインの加減速レートを設定する加減速制
御機構を設けた構成である。
ペイオフリールは張カ一定制御にするために、A CR
(AUTOMATICCURRENT REGULAT
OR)制御11とサイリスタ変換器14で電動機15を
制御している。Nα1およびNα2ペイオフリール16
は交互に使用するので電流指令に対して切替器10で切
替えて使用する。
ACR〜の電流指令は下記2つの合成である。
1)設定張力にもとすく張力電流指令42)加減速フォ
ーシング電流指令5 加減速電流、すなわちフォーシング電流は、リールコイ
ルの慣性モーメントGDzおよびリールコイル径り等に
よって変化するので、これらをペイオフリールコイル径
計算6によって行ない前記1)と2)は加算器9によっ
て合成する。
プライドルロール17の制御はライン速度一定制御にす
るために、A S R(AUTOMATIC5PEED
REGULATOR)制御12とサイリスタ変換器14
で電動機15を制御している。
入側ライン速度は、ライン速度設定器2で設定され速度
指令装置1を介してASR指令となる。
ルーパー31は張カ一定制御しながらループ量を制御す
べく位置制御している。ルーパー張力電流指令7と、ル
ーパーフォーシング電流指令8を加算器9を介してAC
R指令となる。
従来制御は、ライン速度設定に対して速度指令装置1は
一定レートで制御してあり、ペイオフリール16および
ルーパー31のフォーシングもこの加減速レート一定を
もとに計算してフォーシング電流指令しているが、本発
明では、入側設備の加減速時間を最短にするために張力
、ライン速度およびペイオフリールフォーシング電流の
パラメータとなる慣性モーメントGD2.リールコイル
径およびルーパー張力より揃速する加減速レートを計算
する。
まず、ストリップの張力設定について第3図〜第7図を
参照しながら説明する。
第3図に示されるように、ペイオフリール張力、すなわ
ちペイオフリール−プライドルロール間の張力は板厚を
横軸にして板幅をパラメータとして示す。この図から判
るように、最大張力(hmax、 )最大板幅で最大張
力T xmax 、となり傾向としてはユニットテンシ
ョン一定をベースとして張力が定まる。
同様に、第4図はルーパー張力を示す。
プライドルロールが負担する張力は、ペイオフリールお
よびルーパー張カの差分てありこれを第5図に示す。
つぎに、前記張力に応じた必要トルクは下記式で表わさ
れ、図示したものが第6図である。
τT=T X (D/ 2) X (1/ Or)τT
:モーター軸換算した張力トルク T :張力 D =直径 Gr:減速比 一方、モータートルクτN、張力トルクτ丁。
加減速フォーシングトルクτFおよびフリクショントル
クで乙の間には下記式が成り立つ。
τF= τ、−(ττ± τし) この関係は第7図に示される。この図から判るように最
大張力トルクに対して実際に設定される張力の差分はフ
ォーシングトルクとなり、これを有効に使用すれば最短
の加減速時間が達成される。
従来方式は第3図のTlmax、および第4図のT x
max 、を基準にして加減速レートが決められている
ことになる。
つぎに、第1図を参照しなかに加減速制御機構を説明す
ると、ペイオフリールおよびルーパーの張力設定は、ペ
イオフリール張力電流設定器4とルーパー張力電流設定
器7より、また、ペイオフリールコイル径りを認識して
慣性モーメントGD”をペイオフリールコイル径計算6
より、ライン速度をライン速度設定器2より、それぞれ
加減速レート設定器3に入力し揃速する最短の加減速時
間になるように加減速レート信号を速度指令装置1に与
える。
以上をまとめて、第2図を参照しながら本発明の演算過
程を説明する。
まず、基本演算として、ペイオフリールおよびプライド
ルロールの回転数を求める。加速する場合は目標ライン
速度または最高ライン速度から回転数を求める。
NP :ペイオフリール回転数 NB ニブライドルロール回転数 Grp:ペイオフリール減速比(固定値)Graニブラ
イドルロール減速比(固定値)DP :ペイオフリール
コイル径 DB ニブライ1ルロール径(固定値)ここに、VE、
DPは可変データであり、第1図に示されるライン速度
設定器2およびペイオフリールコイル径計算6より得ら
れる。
つぎに、設定張力に対する必要トルクを計算する。
X 1 / G rB □、T=ペイオフリール張力トルク τBTニブライドルロール張力トルク TLニル−パー張力 一方、ペイオフリールおよびプライドルロールのモータ
ーの有効トルクは下記式で計算する。
τPM:ペイオフリールモーター有効1−ルウ18Mニ
ブライドルロールモーター有効トルクKWp:ペイオフ
リールモーターKWで過負荷容量を含む(固定値) KWnニブライドルロールモーターKWで過負荷容量を
含む(固定値) ただし、Npおよび、NBがモーターの定格回転数以下
の時は定格回転数を使用する。
前記1)、2)、3)式の基本演算後、その値を用いて
加減速時間を計算する。
Tp=GDp”XNp/375X (τpM−(τBT
−τah) ) TP  :ペイオフリール加減速時間 TB  ニブライドルロール加減速時間GDp”:ペイ
オフリール慣性モーメントGDB”ニブライドルロール
慣性モーメント(固定値) τPL:ペイオフリールフリクショントルク(固定値近
似) τBシ:プライドルロールフリクショントショントルク
(固定値近似) ここに、GDp2は可変データであり第1図と示される
ペイオフリールコイル径計算6から得られる。
最後に、加減速レートを計算して入側設備が揃速して加
減速運転が可能になるようにする。すなわち、VE/T
PおよびVE/TBを比較して小さい方を加減速レート
として第1図に示される速度指令装置1に与えることに
よって入側設備の加減速時間を最短にすることができる
実際のライン速度は、第8図に示されるように、操業ノ
ウハウによるが板厚が大きいときは速度が低く、板厚が
薄いときはライン速度が高い。
張力設定と対応して見ると、一般には板厚が大きいとき
はライン速度低く、張力が大きい。また板厚が薄いとき
はライン速度が高く、張力が小さいので本発明を適用す
ることによって大幅な効果が期待できる。
効果の具体例は第9図(a)に示されるように。
従来の入側速度指令は実線に示すように入側速度(VE
)に対し加減速レート(α0)が一定であるが、本発明
は第9図(b)の点線のように加減速レートがα11お
よびα1zのようになって中央速度(Vc )に対して
ルーパーにおけるループ確保量が少なくてすむ。そして
停止して溶接作業(t。
相当の時間)中のトラブル等に対応する余裕ができる。
減少するループ量は、VEおよびVcの速度差の積分値
であるから図中の斜線部分の差でありループ量は少なく
てすむ。計算例では板厚が薄くなると加減速時間は従来
方式の10秒に対して5秒以下も可能となり、停止時、
起動待合わせると大幅な時間短縮となる。
また、停止距離が最小になるときの効果例を第10図を
参照しながら説明する。例えば、ストリップのオフゲー
ジを検出して自動停止しシャーでカットする場合や、ス
トリップのパンチ穴を検出して所定の位置で停止する場
合は、検出器から停止位置までの距離(Lo )は一定
である。したがって、検出後に減速して停止するまでの
距離はライン速度(VE)と減速レート(α)で決まる
第10図(a)に示されるように、従来方式では減速し
てかに停止するまでの距離をLlとすると、LL<LO
なら問題はないが、Ll>Loのときは停止位置がオー
バーする。この場合は手動操作で戻すか、第10図(b
)に示されるように、予め速度を落しておいて検出して
から停止距離をLzにすればLz<Loとなる。しかし
、速度減速することによってループ量が減少する。はた
は予め減速する位置が正しく認識できるか等の間厘点が
ある。
第10図(C)に示されるように、本発明によれば、ス
1−リップの材質、板厚、板幅等によって最短の加減速
レートが制御されるので停止距離L3はLlより小さく
La<Loなら問題はない。
この場合でもLa>Loはあり得るが少なくとも従来方
式よりは停止位置内に停止する確率が大きい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ストリップが最短の加減速時間に対応
する加減速レートで制御されるので加減速時のロスタイ
ムがなくなるとともにルーパー設僅におけるループ量が
減少する。一方、停止位置精度が良くなって停止距離短
縮による製品の歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は本発
明の一実施例を示すフローチャート、第3図〜第5図は
ストリップ板厚と張力との関係を板厚をパラメーターと
して示すグラフ、第6図〜第7図はストリップ板厚と張
力トルクとの関係を板幅およびコイル径をパラメーター
として示すグラフ、第8図はストリップ板厚とライン速
度設定の関係を示すグラフ、第9図〜第10図は本発明
の詳細な説明するグラフである。 16・・・ペイオフリール(kl、Nα2)、17・・
・プライドルロール、30・・・ストリップ、31・・
・ルーパー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ストリップをラインに投入するリールと、該ライン
    のライン速度を定めるロールと、前記ストリップの所要
    長さを確保するルーパーとを備えているストリッププロ
    セッシングラインのストリップのライン速度を加減速す
    る加減速制御装置において、前記ストリップの設定張力
    、リールの慣性モーメントおよびライン速度それぞれの
    値から得られる必要トルクに対する有効トルクの差に対
    応して加減速時間を演算し、該加減速時間に対応して前
    記ラインの加減速レートを設定する加減速制御機構を設
    けたことを特徴とするストリッププロセッシングライン
    の加減速制御装置
JP62072302A 1987-03-26 1987-03-26 ストリツププロセツシングラインの加減速制御装置 Expired - Lifetime JP2551576B2 (ja)

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