軋制控制裝置和軋制控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及乳制控制裝置和乳制控制方法，更詳細(xì)而言，涉及多個(gè)操作端和具有 反饋的乳機(jī)的操作端和反饋的選擇。
【背景技術(shù)】
[0002] 在被乳制材的放出和卷取使用張力卷筒的乳機(jī)中，通過(guò)扭矩一定控制（電流一定 控制）使張力卷筒動(dòng)作。作為將張力卷筒進(jìn)行扭矩一定控制的情況下的問(wèn)題點(diǎn)可舉出：如 果乳機(jī)入側(cè)、出側(cè)的張力發(fā)生變動(dòng)，則為抑制該變動(dòng)而產(chǎn)生張力卷筒速度變動(dòng)，乳機(jī)入側(cè)板 速度發(fā)生變化，因此產(chǎn)生出側(cè)板厚變動(dòng)。作為該對(duì)策，在以張力卷筒速度為操作端的張力控 制中進(jìn)行的是，使張力卷筒以速度一定控制進(jìn)行動(dòng)作，抑制出側(cè)板厚變動(dòng)，因此容許一定范 圍的張力變動(dòng)（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 另外，在串列乳機(jī)中進(jìn)行的是，在因作業(yè)狀態(tài)而乳機(jī)的影響系數(shù)大幅變化的情況 下，適時(shí)變更相對(duì)于控制狀態(tài)量的控制操作端（例如參照專利文獻(xiàn)2)。在串列乳機(jī)中，通常 進(jìn)行的是以后段機(jī)座壓下為控制操作端的機(jī)座間張力控制、以前段機(jī)座速度為控制操作端 的出側(cè)板厚控制。與之相對(duì)，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的發(fā)明中，通過(guò)根據(jù)乳制狀態(tài)進(jìn)行以后段 機(jī)座壓下為控制操作端的出側(cè)板厚控制、以前段機(jī)座速度為控制操作端的張力控制，可以 最大限地得到板厚控制和張力控制的効果。
[0004] 使放出側(cè)張力卷筒和卷取側(cè)張力卷筒以扭矩一定控制（電流一定控制）進(jìn)行動(dòng)作 成為乳機(jī)產(chǎn)生出側(cè)板厚變動(dòng)的乳機(jī)入側(cè)速度和乳機(jī)出側(cè)速度的變動(dòng)要因。這是因?yàn)?，在進(jìn) 行了扭矩一定控制的情況下，為使張力卷筒的扭矩為一定而張力卷筒速度根據(jù)張力卷筒的 慣性進(jìn)行變化。其結(jié)果，根據(jù)質(zhì)量流量常數(shù)定律（V只7 口 一一定則）而產(chǎn)生出側(cè)板厚變 動(dòng)。
[0005] 對(duì)于由乳機(jī)生產(chǎn)的被乳制材而言，最重要的是乳機(jī)的出側(cè)板厚精度，乳機(jī)入側(cè)和 出側(cè)的張力對(duì)于作業(yè)的穩(wěn)定性至為重要，但如果為維持產(chǎn)品板厚，即使稍微變動(dòng)，在乳制作 業(yè)上也沒(méi)有問(wèn)題。在基于該考慮而公開(kāi)于專利文獻(xiàn)1的發(fā)明中，相對(duì)于從預(yù)先設(shè)定的范圍 的設(shè)定張力值的偏差，以使張力卷筒速度一定為優(yōu)先，通過(guò)不修正所述張力偏差來(lái)抑制張 力卷筒速度變動(dòng)，使張力卷筒以速度一定控制進(jìn)行動(dòng)作。
[0006] 該情況下，只要張力偏差收斂于預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)即可，但根據(jù)乳制狀態(tài)或母材 條件，產(chǎn)生超出預(yù)先設(shè)定的范圍的情況。該情況下由于張力卷筒速度會(huì)發(fā)生變更，所以乳機(jī) 入側(cè)速度發(fā)生變化，出側(cè)板厚變動(dòng)產(chǎn)生。
[0007] 另外，也存在因乳制狀態(tài)而乳機(jī)的影響系數(shù)變化，以張力卷筒速度為操作端的張 力控制、以乳機(jī)的乳輥間隙為操作端的出側(cè)板厚控制變得不穩(wěn)定的情況。這樣的情況下，在 以現(xiàn)狀的乳輥間隙為控制操作端的出側(cè)板厚控制、以速度一定控制使張力卷筒進(jìn)行動(dòng)作的 情況下的張力速度控制和使張力卷筒以扭矩一定控制進(jìn)行動(dòng)作的情況下的張力扭矩一定 控制中，難以穩(wěn)定地進(jìn)行控制，產(chǎn)生乳機(jī)出側(cè)板厚的振動(dòng)。
[0008] 與之相對(duì)，提案有基于乳制作業(yè)的時(shí)刻在規(guī)定的狀態(tài)下進(jìn)行乳輥間隙的張力控 制，并且通過(guò)進(jìn)行張力卷筒的速度控制進(jìn)行板厚控制的方法（例如參照專利文獻(xiàn)3)。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2010 - 240662號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2012 - 176428號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2014 - 11629號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 即使在專利文獻(xiàn)3中采用技術(shù)的情況下，在張力卷筒的慣性力矩高且控制響應(yīng)差 的情況下，也有時(shí)張力卷筒的速度控制會(huì)不穩(wěn)定，板厚控制和張力控制的精度會(huì)變差。特別 是，在替換被乳制材進(jìn)行新的乳制作業(yè)的情況下，卷繞于張力卷筒的被乳制材多，慣性力矩 變大，控制響應(yīng)容易變差。
[0016] 本發(fā)明中要解決的課題是，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行在乳機(jī)的乳機(jī)的入側(cè)或出側(cè)使被乳制材產(chǎn) 生張力的結(jié)構(gòu)的控制和乳機(jī)的乳輥間隙的控制，抑制乳機(jī)出側(cè)板厚的振動(dòng)。
[0017] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0018] 本發(fā)明例如采用要求權(quán)利的范圍所記載的結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)包含多個(gè)解決上述課題的 構(gòu)成要素。列舉一例，其特征在于，基于被乳制的被乳制材的板厚來(lái)控制為了進(jìn)行乳機(jī)的乳 制而被插入乳機(jī)的被乳制材的輸送速度，并控制對(duì)被乳制材進(jìn)行放卷而對(duì)乳機(jī)供給的卷筒 的旋轉(zhuǎn)和乳機(jī)的旋轉(zhuǎn)中的任一者，由此控制被乳制材的輸送速度。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)進(jìn)行在乳機(jī)的入側(cè)或出側(cè)使被乳制材產(chǎn)生張力的結(jié)構(gòu)的控 制和乳機(jī)的乳輥間隙的控制，能夠抑制乳機(jī)出側(cè)板厚的振動(dòng)。此外，上述以外的課題、結(jié)構(gòu) 和效果通過(guò)以下實(shí)施方式的說(shuō)明得以明確。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的乳機(jī)和乳制控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0022] 圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的壓下板厚控制、速度板厚控制、速度張力控制和壓 下張力控制的內(nèi)部功能的圖。
[0023] 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的控制方法選擇裝置的內(nèi)部功能的圖。
[0024] 圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的最佳控制方法決定裝置的動(dòng)作例的圖。
[0025] 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的最佳控制方法決定裝置的動(dòng)作例的圖。
[0026] 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的控制方法的數(shù)據(jù)庫(kù)的圖。
[0027] 圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的控制輸出選擇裝置的內(nèi)部功能的圖。
[0028] 圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的入側(cè)TR速度指令裝置的功能的圖。
[0029] 圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式的入側(cè)TR控制裝置的功能的圖。
[0030] 圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的乳制控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0031] 圖11是表示乳制作業(yè)中的乳制速度和卷筒直徑的時(shí)間變化的圖。
[0032] 圖12是表示卷筒直徑的變化的圖。
[0033] 圖13是表示卷筒的速度控制的方式的圖。
[0034] 圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)的乳制現(xiàn)象的例子的圖。
[0035] 圖15是表示現(xiàn)有技術(shù)的入側(cè)張力乳制現(xiàn)象系的例子的圖。
[0036] 圖16是表示現(xiàn)有技術(shù)的各參數(shù)的時(shí)間系列的例子的圖。
[0037] 圖17是表示現(xiàn)有技術(shù)的單機(jī)座乳機(jī)的控制操作端與控制狀態(tài)量的關(guān)系的圖。
[0038] 圖18是表示現(xiàn)有技術(shù)的單機(jī)座乳制現(xiàn)象的例子的圖。
[0039] 圖19是示意性表示現(xiàn)有技術(shù)的單機(jī)座乳機(jī)的交叉響應(yīng)的圖。
[0040] 圖20是表示單機(jī)座乳機(jī)的控制操作端和控制狀態(tài)量的關(guān)系例的圖。
[0041] 圖21是表示考慮到交叉項(xiàng)的操作端和控制狀態(tài)量的關(guān)系性的圖。
[0042] 圖22是表示因乳機(jī)的速度變更而產(chǎn)生的影響的圖。
[0043] 圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式的乳制控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
[0044] 圖24是表示本發(fā)明實(shí)施方式的控制響應(yīng)的判斷概念的圖。
[0045] 圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的控制響應(yīng)的判斷方式的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 以下，以使用張力卷筒進(jìn)行被乳制材的放卷和卷取的代表的乳機(jī)即單機(jī)座乳機(jī)為 例說(shuō)明本發(fā)明的詳情。圖10是表示單機(jī)座乳機(jī)SlOO的控制結(jié)構(gòu)的圖。單機(jī)座乳機(jī)SlOO 具有相對(duì)于輥對(duì)即乳機(jī)1的乳制方向（圖10中箭頭所示）向乳機(jī)1的入側(cè)供給并插入被 乳制材u的入側(cè)張力卷筒2 (以下稱作入側(cè)TR2)，在出側(cè)具有卷取由乳機(jī)1乳制后的被乳制 材u的出側(cè)張力卷筒3 (以下稱作出側(cè)TR3)。
[0047] 入側(cè)TR2和出側(cè)TR3分別由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，作為用于驅(qū)動(dòng)控制該電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的 裝置，分別設(shè)置入側(cè)TR控制裝置5和出側(cè)TR控制裝置6。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，單機(jī)座乳機(jī)SlOO的 乳制通過(guò)在將從入側(cè)TR2放出的被乳制材u用乳機(jī)1乳制后，在出側(cè)TR3卷取而進(jìn)行。
[0048] 因此，入側(cè)TR2和出側(cè)TR3的卷筒直徑根據(jù)乳制作業(yè)的進(jìn)行而發(fā)生變化。圖11 (a)、 (b)是表示隨著乳制從乳制開(kāi)始進(jìn)行而入側(cè)TR2和出側(cè)TR3的卷筒直徑如何變化的圖。在 乳制開(kāi)始時(shí)，入側(cè)TR2的盤繞直徑大，為圖12(a)那樣的狀態(tài)。在乳制結(jié)束時(shí)，出側(cè)TR3的 盤繞直徑大，為圖12(b)那樣的狀態(tài)。
[0049] 圖13表示乳機(jī)的乳輥和卷筒的速度控制裝置的概要。乳機(jī)的乳輥和卷筒和電動(dòng) 機(jī)經(jīng)由被稱作主軸的金屬制的軸連接。在電動(dòng)機(jī)的后端設(shè)置速度檢測(cè)器，以在此檢測(cè)的實(shí) 際速度與速度指令一致的方式調(diào)整電流指令。其結(jié)果，通過(guò)控制電流來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的扭矩， 從而實(shí)現(xiàn)速度控制。
[0050] 電動(dòng)機(jī)與乳輥或卷筒之間通過(guò)主軸連接，因此，如果提高速度控制響應(yīng)，則在乳輥 或卷筒和電動(dòng)機(jī)之間產(chǎn)生振動(dòng)，難以穩(wěn)定地進(jìn)行控制。例如，考慮以圖12(b)所示的卷筒直 徑小的狀態(tài)適當(dāng)控制的方式調(diào)整速度響應(yīng)的狀態(tài)。該情況下，在狀態(tài)發(fā)生變化，如圖12(a) 所示卷筒直徑增大的情況下，在這樣的速度響應(yīng)下速度控制系統(tǒng)起動(dòng)。
[0051] 因此，需要降低速度控制響應(yīng)。即，在卷筒直徑大的情況下，速度控制響應(yīng)與卷筒 直徑小的情況相比差。因此，在乳機(jī)1加減速的情況下，按照該響應(yīng)對(duì)卷筒直徑大的卷筒進(jìn) 行加減速的情況變得困難。這樣，與根據(jù)乳制作業(yè)的狀態(tài)變化的卷筒直徑相對(duì)應(yīng)是本實(shí)施 方式的宗旨。
[0052] 在乳機(jī)1中設(shè)置有：用于通過(guò)變更上作業(yè)乳輥Rsl與下作業(yè)乳輥Rs2之間的距離 即乳輥間隙而控制被乳制材u的乳制后的板厚（產(chǎn)品板厚）的乳輥間隙控制裝置7、和用于 控制乳機(jī)1的速度（上、下作業(yè)乳輥Rsl、Rs2的周速度）的乳制速度控制裝置4。在乳制 時(shí)，從乳制速度設(shè)定裝置10對(duì)乳制速度控制裝置4輸出速度指令，乳制速度控制裝置4實(shí) 施使乳機(jī)1的速度（上、下作業(yè)乳輥Rsl、Rs2的周速度）為一定的控制。即，乳制速度控制 裝置4作為乳機(jī)旋轉(zhuǎn)控制部起作用。
[0053] 在乳機(jī)1的入側(cè)（圖10的乳機(jī)1的左側(cè)）、出側(cè)（圖10的乳機(jī)1的右側(cè)），通過(guò) 對(duì)被乳制材u作用張力，穩(wěn)定且高效地實(shí)施乳制。因此，計(jì)算必要的張力的是入側(cè)張力設(shè)定 裝置11和出側(cè)張力設(shè)定裝置12。另外，入側(cè)張力電流變換裝置15和出側(cè)張力電流變換裝 置16基于由入側(cè)張力設(shè)定裝置11和出側(cè)張力設(shè)定裝置12計(jì)算出的入側(cè)和出側(cè)張力設(shè)定 值，為將入側(cè)和出側(cè)的設(shè)定張力施加于被乳制材u而求出用于得到入側(cè)TR2和出側(cè)TR3各 自的電動(dòng)機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)扭矩的電流值，并將各電流值賦予入側(cè)TR控制裝置5和出側(cè)TR 控制裝置6。
[0054] 在入側(cè)TR控制裝置5和出側(cè)TR控制裝置6中，分別以成為所賦予的電流的方式 控制電動(dòng)機(jī)的電流，且通過(guò)賦予入側(cè)TR2和出側(cè)TR3的各電動(dòng)機(jī)扭矩對(duì)被乳制材u賦予規(guī) 定的張力。入側(cè)張力電流變換裝置15、出側(cè)張力電流變換裝置16基于TR (張力卷筒）機(jī)械 系統(tǒng)和TR(張力卷筒）控制裝置的模型來(lái)