張力制御システム、張力制御方法、及びコンピュータプログラム
【課題】 プロセスラインを通板中の金属ストリップに生じる急激な張力の変動を抑制し、当該金属ストリップに対して張力を安定して付与する。
【解決手段】 張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmに基づき、急激な張力の変動（張力外乱）が発生したと判定した場合には、当該急激な張力の変動分に応じた駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの回転速度の変動分を速度指令補正値ΔＶr´として導出し、この速度指令補正値ΔＶr´を加算した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を、張力検出器１２１ａに対し下流側直近にある駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄを制御するモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力する。
【解決手段】 張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmに基づき、急激な張力の変動（張力外乱）が発生したと判定した場合には、当該急激な張力の変動分に応じた駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの回転速度の変動分を速度指令補正値ΔＶr´として導出し、この速度指令補正値ΔＶr´を加算した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を、張力検出器１２１ａに対し下流側直近にある駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄを制御するモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張力制御システム、張力制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、プロセスラインに通板される金属ストリップに対し、ブライドルロールを用いて付与される張力を制御するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の金属ストリップに、洗浄・加熱・冷却・めっき等の処理を連続的に施すプロセスラインでは、プロセスライン内で金属ストリップを安定して通板させるために、ブライドルロールやピンチロール等の複数の駆動ロールを直列に配置し、これらのロールを介して通板中の金属ストリップに対して所定の張力を付与している。
従来は、通板中の金属ストリップに対して張力を安定して付与するために、次のようなフィードバック制御を行うようにしている。まず、相互に隣接する２つのブライドルロールの間に設けられた張力検出器で金属ストリップに付与されている張力を検出する。次に、この張力が目標値に一致するような速度指令を、前記２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールの回転速度（回転数）を制御する速度制御器に与えて、当該上流側のブライドルロールの回転速度を変更する（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したプロセスラインでは、金属ストリップに対して付与している張力が外乱によって変動し、通板中の金属ストリップが上下に振動する現象（所謂バタつき）が生じることがある。
このような外乱の要因として、例えば、プロセスラインの上流側に配置されている洗浄装置が挙げられる。この洗浄装置では、金属ストリップの表面を洗浄するために、洗浄液をノズルにより金属ストリップに連続的に噴射しながら、ブラシロールによって金属ストリップの通板方向と反対向きになるように回転させる。その後、金属ストリップの表面に付着した洗浄液を後工程に持ち出さないようにするために、水切り用ロール（リンガーロール）を、洗浄液が付着した金属ストリップの表側と裏側とに押し当てる。これにより、金属ストリップの表面に付着した洗浄液が取り除かれる。
【０００５】
ところで、金属ストリップは、相前後する金属板が溶接によって長手方向に繋げられているので、この溶接された部分にブラシロールを押し当てると金属ストリップが破断する虞がある。このため、当該溶接の部分では、ブラシロールによる金属ストリップへの圧下を開放するようにしている。このように、ブラシロールが圧下している状態から開放されると、金属ストリップにおける張力が急激に変動し、この急激な張力の変動が、プロセスラインの下流側に伝搬する。このような急激な張力の変動が、プロセスラインの下流側に伝搬すると、例えば、プロセスラインの下流側の工程である加熱炉において所望の焼鈍を行うことができず、製品の品質が低下してしまう虞や、金属ストリップの板破断が生じてしまう虞がある。
【０００６】
しかしながら、前述した従来の技術では、フィードバック制御を行っているため、張力の変動に比べて、制御の応答時間が遅くなる。したがって、前述した従来の技術では、前述した洗浄装置のブラシロールの圧下と開放に起因する急激な張力の変動を十分に抑制することが困難であるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、プロセスラインを通板中の金属ストリップに生じる急激な張力の変動を抑制し、当該金属ストリップに対して張力を安定して付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の張力制御システムは、プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出手段と、前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出手段と、前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出手段と、前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出手段と、前記張力変動導出手段により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出手段と、前記速度指令値導出手段により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出手段により導出された補正値を用いて補正する補正手段と、前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正手段により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御手段と、を有し、前記速度指令補正値導出手段は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の張力制御方法は、プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出工程と、前記第１の張力検出工程により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出工程により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、前記第２の張力検出工程により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、前記第１の張力検出工程を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正工程により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御工程と、を有し、前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする。
【００１０】
本発明のコンピュータプログラムは、プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を、当該３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間にそれぞれ配置された第１及び第２の張力検出手段により検出された張力実績値を用いて制御することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、前記補正工程により補正された速度指令値を、前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を制御する速度制御手段に出力するための処理を行う出力工程と、をコンピュータに実行させ、前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、第１の張力検出手段で検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出し、通板速度基準値を、速度変更値を用いて変更した速度指令値を導出する。第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する。そして、速度指令値を、補正値を用いて補正し、補正後の速度指令値に基づいて、第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を制御する。このとき、張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、ブライドルロールの回転速度を減少させるように、速度指令値に対する補正値を導出し、張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、ブライドルロールの回転速度を増加させるように、速度指令値に対する補正値を導出する。したがって、急激な張力の変動が外乱として生じた場合には、速度指令値に対する補正値を用いて速度指令値を補正しない場合よりも素早く、その変動を吸収するように、通板速度を調整することができる。よって、プロセスラインを通板中の金属ストリップに生じる急激な張力の変動を抑制し、当該金属ストリップに対して張力を安定して付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の第１の例を示す図である。
【図２】張力変動補償器の機能的な構成の一例を示す図である。
【図３】張力実績の時間微分値の符号及び絶対値と、係数とを相互に関連付けて記憶しているテーブルの内容の一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示し、張力変動補償器の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図５】ブラシロールを開放する前後の付近における「張力実績値及びブライドルロールの回転速度」と「時間」との関係を示す図である。
【図６】プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の第２の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の一例を示す図である。
【００１４】
＜プロセスライン＞
まず、図１を参照しながら、プロセスラインについて説明する。
プロセスラインは、洗浄装置１１１と、ブライドルロール１１２ａ〜１１２ｃと、ロール駆動モータ１１３ａ〜１１３ｆとを備えている。尚、図１では、プロセスラインに備わっている設備のうち、張力制御システムの動作を説明する上で必要な設備のみを示している。よって、プロセスラインには、この他にも、製品（中間製品を含む）を製造するのに必要な設備が備わっている。例えば、プロセスラインが、亜鉛メッキ鋼板を製造するプロセスラインであれば、加熱炉等が、プロセスラインに（ブライドルロール１１２ｃよりも下流側に）備わっている。
図１において、鋼板（金属ストリップ）Ｓは、図に向かって左から右の方向（鋼板Ｓに記している矢印の方向）に通板されるものとする。
【００１５】
［洗浄装置１１１］
洗浄装置１１１は、鋼板Ｓを洗浄するものである。洗浄装置１１１は、例えば、洗浄液を噴射するノズルと、洗浄能力を確保するため、通板方向とは逆方向に回転しているブラシロールと、鋼板表面に付着した洗浄液を後工程に持ち出さないための水切り用ロール（リンガーロール）とを備えている。
この洗浄装置内を通板される鋼鈑Ｓに、回転しているブラシロールおよび水切り用ロールが押し当てられる（圧下される）。これにより、鋼板Ｓに付着した洗浄液が除去される。また、鋼板Ｓの溶接箇所については、鋼板Ｓの破断を防止するために、ブラシロールを圧下させないようにする。すなわち、鋼板Ｓの溶接箇所がブラシロールの圧下位置に到達する少し前に、ブラシロールを開放する。このように、ブラシロールは、圧下と開放とを繰り返す。
【００１６】
［ブライドルロール１１２］
ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、鋼板Ｓを通板させるためのロールである。相互に隣接する２つのブライドルロール１１２（ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ及びブライドルロール１１２ｂ、１１２ｃ）の間を通板する鋼板Ｓには、張力が付与される。ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、それぞれ、２つの駆動ロール１１４ａ・１１４ｂ、１１４ｃ・１１４ｄ、１１４ｅ・１１４ｆを備えている。尚、ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃには、駆動ロール１１４ａ・１１４ｂ、１１４ｃ・１１４ｄ、１１４ｅ・１１４ｆ以外のその他の装置（ハウジング等）も備わっている。また、プロセスラインに配置されるブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの数は３つに限定されるものではなく、３つを超える数のブライドルロール１１２がプロセスラインに配置されていてもよい。
【００１７】
［ロール駆動モータ１１３］
ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、それぞれ、駆動ロール１１４ａ・１１４ｂ、１１４ｃ・１１４ｄ、１１４ｅ・１１４ｆを回転させるためのモータである。ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、それぞれ後述するモータ速度制御器（ＡＳＲ）１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅ、１２５ｆからの速度指令に基づく回転速度（回転数）で回転する。
【００１８】
＜張力制御システム＞
張力制御システムは、相互に隣接する２つのブライドルロール１１２の間を通板する鋼板Ｓの張力の変動が抑制されるように、ロール駆動モータ１１３の回転速度を調整するものである。
張力制御システムは、張力検出器１２１ａ〜１２１ｃと、減算器１２２ａ〜１２２ｃと、張力制御器（ＡＴＲ）１２３ａ〜１２３ｃと、加算器１２４ａ〜１２４ｃと、モータ速度制御器（ＡＳＲ）１２５ａ〜１２５ｆと、張力変動補償器１２６と、を備えている。
【００１９】
［張力検出器１２１］
張力検出器１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、それぞれ、ブライドルロール１１２ａとブライドルロール１１２ｂとの間、ブライドルロール１１２ｂブライドルロール１１２ｃとの間、ブライドルロール１１２ｃと図示しないブライドルロール１１２ｃよりも下流側にあるブライドルロールとの間を通板する鋼板Ｓに付与されている張力実績値Ｆmを測定するものである。
［減算器１２２］
減算器１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、それぞれ、予め設定されている張力設定値Ｆrから、張力検出器１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃにより測定された張力実績値Ｆmを減算して、張力偏差（Ｆr−Ｆm）を導出するものである。張力設定値Ｆrは、鋼板Ｓを最適に通板させるための張力の値である。尚、張力設定値Ｆrは、セクション（相互に隣接する２つのブライドルロール１１２の間の領域）で異なる（ただし、同じ場合もある）。
【００２０】
［張力制御器１２３］
張力制御器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、それぞれ、減算器１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃにより導出された張力偏差（Ｆr−Ｆm）に応じて、張力実績値Ｆmが張力設定値Ｆrと等しくなるように、予め設定された通板速度基準値Ｖrに対する速度変更値ΔＶrを導出する。張力制御器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、例えば、Ｐ制御器又はＰＩ制御器を用いることにより実現される。
［加算器１２４］
加算器１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、それぞれ、張力制御器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃにより導出された速度変更値ΔＶrと、通板速度基準値Ｖrとを加算して、速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を導出するものである。
【００２１】
［モータ速度制御器１２５］
モータ速度制御器１２５ａ・１２５ｂは、それぞれ、加算器１２４ａにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を入力し、入力した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を制御する。本実施形態では、ブライドルロール１１２ａを速度基準ロールとしている。よって、モータ速度制御器１２５ａ・１２５ｂは、それぞれ、鋼板Ｓの通板速度が常に通板速度基準値Ｖrとなるように、ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を制御する。
【００２２】
また、モータ速度制御器１２５ｅ・１２５ｆも、それぞれ、加算器１２４ｃにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を入力し、入力した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ｅ、１１３ｆの回転速度を制御する。
一方、モータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄは、それぞれ、加算器１２４ｂにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）と、後述する張力変動補償器１２６により導出された速度指令補正値ΔＶr´とが加算された（最終的な）速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を入力し、入力した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ｃ、１１３ｄの回転速度を制御する。
【００２３】
［張力変動補償器１２６］
張力変動補償器１２６は、相互に隣接する３つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂの間に配置された張力検出器１２１ａで測定された張力実績値Ｆmを入力し、当該２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に下流側にあるブライドルロール１１２ｂに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を補正するための速度指令補正値ΔＶr´を導出する。この速度指令補正値ΔＶr´は、上流側にある洗浄装置１１１のブラシロールが開放されること等により発生する急激な張力の変動を抑制するように、ブライドルロール１１２ｂ（駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄ）の回転速度を調整するためのものである。このように張力変動補償器１２６は、フィードフォワード補償器である。尚、以下の説明では、「洗浄装置１１１のブラシロールが開放されること等により発生する急激な張力の変動」を必要に応じて「張力外乱」と称する。
【００２４】
図２は、張力変動補償器１２６の機能的な構成の一例を示す図である。張力変動補償器１２６のハードウェアは、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、コンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）を用いることにより実現される。そして、後述する図４のフローチャートに示す処理を実行するコンピュータソフトウェアをこれらのハードウェアにロードして実行することにより張力変動補償器１２６の機能が実現される。
【００２５】
図２において、張力変動補償器１２６は、微分部１２６ａと、遮断部１２６ｂと、乗算部１２６ｃと、速度換算部１２６ｄと、加算部１２６ｅと、を有する。
[[微分部１２６ａ]]
微分部１２６ａは、張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmを入力すると、張力実績値Ｆmを時間微分する微分器としての機能を有する。尚、以下の説明では、「張力実績値Ｆmを時間微分した値（ｄＦm／ｄｔ）」を必要に応じて「張力実績の時間微分値」と称する。
【００２６】
[[遮断部１２６ｂ]]
遮断部１２６ｂは、微分部１２６ａで得られた張力実績の時間微分値の信号から、ノイズ成分等、張力外乱とは無関係な成分を除去するものである。
具体的に、遮断部１２６ｂは、微分部１２６ａで得られた張力実績の時間微分値の信号の高周波成分を遮断するフィルタとしての機能を有する。尚、通過を遮断する信号の周波数は、張力外乱とは無関係な成分を除去する観点から適宜設定される。
さらに、遮断部１２６ｂは、前回の張力実績の時間微分値と、今回の張力実績の時間微分値との何れかを選択する機能を有する。
【００２７】
この選択を行うために遮断部１２６ｂは、まず、張力実績の時間微分値と、その取得時刻とを（次回の計算のために）記憶する。
次に、遮断部１２６ｂは、今回の張力実績の時間微分値から前回の張力実績の時間微分値を減算した値を、今回の張力実績の時間微分値を取得した時刻から前回の張力実績の時間微分値を取得した時刻を減算した値で割ることにより張力変化速度量を算出する。すなわち、張力変化速度量は、以下の（１）式で表される。
張力変化速度量＝（今回の張力実績の時間微分値−前回の張力実績の時間微分値）÷（今回の張力実績の時間微分値を取得した時刻−前回の張力実績の時間微分値を取得した時刻） ・・・（１）
【００２８】
次に、遮断部１２６ｂは、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたか否かを判定する。張力変化速度量の符号が正（＋）であれば、前回の張力実績の時間微分値に対し今回の張力実績の時間微分値が増加していることになる。一方、張力変化速度量の符号が負（−）であれば、前回の張力実績の時間微分値に対し今回の張力実績の時間微分値が減少していることになる。ここで、ノイズの影響等により、張力実績値Ｆmが瞬間的に極大値（又は極小値）をとる場合がある。そこで、本実施形態では、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたか否かを判定することにより、張力実績値Ｆmが瞬間的に極大値（又は極小値）をとっているかどうかを判定するようにしている。
【００２９】
遮断部１２６ｂは、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたと判定すると、張力実績値Ｆmが瞬間的に極大値（又は極小値）をとっていると判定し、今回の張力実績の時間微分値を採用せずに、前回の張力実績の時間微分値を選択する。このような場合に今回の張力実績の時間微分値を選択すると、制御が不安定になり、却って外乱の要因になり得るからである。ただし、前回の張力実績の時間微分値も閾値を超えている場合には、その前に選択した張力実績の時間微分値のうち最新のものを選択する。すなわち、遮断部１２６ｂは、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたと判定すると、既に選択した張力実績の時間微分値のうち最新のものを選択する。
一方、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えていないと判定すると、遮断部１２６ｂは、今回の張力実績の時間微分値を選択する。
尚、張力変化速度量の絶対値と比較される閾値は、張力外乱とは無関係な成分を除去する観点から適宜設定される。
【００３０】
［[乗算部１２６ｃ]］
乗算部１２６ｃは、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び絶対値に対応する係数Ｋを抽出する。
図３は、張力実績の時間微分値の符号及び絶対値と、係数Ｋとを相互に関連付けて記憶しているテーブルの内容の一例を概念的に示す図である。
【００３１】
本実施形態では、張力変動補償器１２６は、図３に示すテーブル３００を予め記憶している。乗算部１２６ｃは、このテーブル３００を参照して、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び値に対応する係数Ｋを抽出する。
ここで、張力実績の時間微分値の符号が正（＋）である場合には、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの回転速度を減速させる必要がある。そこで、図３に示すように、本実施形態では、張力実績の時間微分値の符号が正（＋）である場合には、係数Ｋの符号は負（−）とする。
【００３２】
一方、張力実績の時間微分値の符号が負（−）である場合には、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの回転速度を増速させる必要がある。そこで、張力実績の時間微分値の符号が負（−）である場合には、係数Ｋの符号は正（＋）とする。また、本実施形態では、張力実績の時間微分値の絶対値が大きいほど、係数Ｋの絶対値も大きくなるようにしている。
【００３３】
次に、乗算部１２６ｃは、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」に、前述したようにして抽出した係数Ｋを掛ける。尚、以下の説明では、「張力実績の時間微分値に係数Ｋを掛けた値」を、必要に応じて「張力実績の時間微分の係数乗算値」と称する。張力実績の時間微分の係数乗算値は、以下の（２）式で表される。
張力実績の時間微分の係数乗算値＝Ｋ×（張力実績の時間微分値） ・・・（２）
尚、図３では、説明の都合上、「張力実績の時間微分値」の符号及び絶対値をテーブル３００に記憶させるようにしたが、これらの代わりに、「張力実績の時間微分値」そのもの（符号を含めた値）をテーブル３００に記憶させるようにしてもよい。
【００３４】
［[速度換算部１２６ｄ]］
乗算部１２６ｃにより算出された「張力実績の時間の係数乗算値」は、鋼板Ｓの張力の変動分に対応する。速度換算部１２６ｄは、この張力の変動分に対応する「張力実績値Ｆmの時間微分の係数乗算値」を、鋼板Ｓの通板速度の変動分に換算する。そのために、本実施形態では、速度換算部１２６ｄは、「張力実績の時間微分の係数乗算値」を、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径で割ることにより、速度指令補正値ΔＶr´を算出する。すなわち、速度換算部１２６ｄは、以下の（３）式の計算を行って、速度指令補正値ΔＶr´を算出する。
速度指令補正値ΔＶr´＝（張力実績の時間微分の係数乗算値）÷（駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径） ・・・（３）
尚、ここでは、鋼板Ｓの張力の変動分を、鋼板Ｓの通板速度の変動分に近似換算するものであるので、速度指令補正値ΔＶr´の単位を必ずしも速度の単位に合わせる必要はない。
【００３５】
[[加算部１２６ｅ]]
加算部１２６ｅは、速度換算部１２６ｄにより導出された速度指令補正値ΔＶr´を、加算器１２４ｂにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に加算する加算器としての機能を有する。この加算値が（最終的な）速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）としてモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力される。
【００３６】
＜動作フローチャート＞
次に、図４のフローチャートを参照しながら、張力変動補償器１２６の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ４０１において、微分部１２６ａは、張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmを入力したか否かを判定する。この判定の結果、張力実績値Ｆmを入力していない場合には、図４のフローチャートによる処理を終了する。
【００３７】
一方、張力実績値Ｆmを入力すると、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２に進むと、微分部１２６ａは、ステップＳ４０１で入力された張力実績値Ｆmを時間微分して、張力実績の時間微分値（ｄＦm／ｄｔ）を算出する。
次に、ステップＳ４０３において、遮断部１２６ｂは、微分部１２６ａで得られた張力実績の時間微分値の信号の高周波成分を遮断する。
次に、ステップＳ４０４において、遮断部１２６ｂは、張力実績の時間微分値を記憶する。そして、遮断部１２６ｂは、（１）式の計算を行って、張力変化速度量を算出する。
【００３８】
次に、ステップＳ４０５において、遮断部１２６ｂは、ステップＳ４０４で算出された張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたか否かを判定する。この判定の結果、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えていない場合には、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６に進むと、遮断部１２６ｂは、今回の張力実績の時間微分値（ステップＳ４０２で算出された最新の張力実績の時間微分値）を選択する。
一方、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えている場合には、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７に進むと、遮断部１２６ｂは、これまでにステップＳ４０６で選択された張力実績の時間微分値のうち最新のものを選択する。
【００３９】
以上のようにして張力実績の時間微分値が選択されると、ステップＳ４０８に進む。ステップＳ４０８に進むと、乗算部１２６ｃは、ステップＳ４０６又はＳ４０７で選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び絶対値に対応する係数Ｋを、テーブル３００を参照して抽出する。
次に、ステップＳ４０９において、乗算部１２６ｃは、ステップＳ４０６又はＳ４０７で選択された「張力実績の時間微分値」に、ステップＳ４０８で抽出された係数Ｋを掛け合わせて、「張力実績の時間微分の係数乗算値」を算出する。
【００４０】
次に、ステップＳ４１０において、速度換算部１２６ｄは、ステップＳ４０８で算出された「張力実績の時間の係数乗算値」を、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径で割って、速度指令補正値ΔＶr´を導出する。
次に、ステップＳ４１１において、加算部１２６ｅは、ステップＳ４１０で導出された速度指令補正値ΔＶr´を、加算器１２４ｂにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に加算して（最終的な）速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を導出する。
次に、ステップＳ４１２において、加算部１２６ｅは、速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）をモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力する。以上のステップＳ４０１〜Ｓ４１２の処理が繰り替えし実行される。モータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄは、この速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ｃ、１１３ｄの回転速度を制御する。
【００４１】
＜実施例＞
次に、本発明の実施例について説明する。
ここでは、以下の条件で図１に示すプロセスラインを操業した際に、洗浄装置１１１のブラシロールを開放する前後で、張力検出器１２１ａ、１２１ｂで検出される張力実績値Ｆmとブライドルロール１１２ｂの回転速度とがどのように変更するかを調査した。本実施例の張力制御システムとして、図１に示す張力制御システムを用い、比較例の張力制御システムとして、図１に示す張力制御システムから張力変動補償器１２６を除いた他は本実施例と同じ張力制御システムを用いた。
【００４２】
鋼板：電磁鋼板（幅＝１２１３［ｍｍ］、厚み＝０．２７［ｍｍ］）
ライン速度：５０［ｍ／分］
張力設定値Ｆr：２３００［Ｎ］
尚、ライン速度と、張力設定値Ｆrは、それぞれブライドルロール１１２ａ、１１２ｂの間のセクションにおける値である。
【００４３】
図５は、ブラシロールを開放する前後の付近における「張力検出器１２１ａ、１２１ｂの測定値（張力実績値Ｆm）及びブライドルロール１１２ｂの回転速度」と「時間」との関係を示す図である。図５（ａ）は本実施例における関係を示し、図５（ｂ）は比較例における関係を示す。
図５において、グラフ５０１ａ、５０１ｂは、ブライドルロール１１２ｂの回転速度を示す。また、グラフ５０２ａ、５０２ｂは、張力検出器１２１ａで検出される張力実績値Ｆmを示し、グラフ５０３ａ、５０３ｂは、張力検出器１２１ｂで検出される張力実績値Ｆmを示す。
【００４４】
図５の横軸の目盛りは３０［秒／１マス］である。また、図５の縦軸の張力の目盛りは２５０［Ｎ／１マス］である。また、図５の縦軸の回転速度の目盛りは４[回転／分／１マス]である。
また、図５において、破線５０４ａ、５０４ｂは、洗浄装置１１１のブラシロールを開放したタイミング（張力外乱が発生したタイミング）を表す。
【００４５】
図５（ａ）のグラフ５０３ａに示すように、本実施例では、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmの「張力外乱に起因する変動幅Ｗａ」は、１００［Ｎ］未満であり、且つ、張力外乱が発生してから、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmが一定値に収束するまでの収束時間Ｔａは、２０秒程度であった。これに対し、図５（ｂ）のグラフ５０３ｂに示すように、比較例では、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmの「張力外乱に起因する変動幅Ｗａ」は、５００［Ｎ］程度であり、且つ、張力外乱が発生してから、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmが一定値に収束するまでの収束時間Ｔａは、６０秒程度であった。
このように、本実施例の方が比較例よりも、変動幅Ｗ及び収束時間Ｔの双方が小さくなっており、張力制御の有効性が高いことが分かる。
【００４６】
＜まとめ＞
以上のように、本実施形態では、張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmに基づき、急激な張力の変動（張力外乱）が発生したと判定した場合には、当該急激な張力の変動分に応じた駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの回転速度の変動分を速度指令補正値ΔＶr´として導出し、この速度指令補正値ΔＶr´を加算した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を、張力検出器１２１ａに対し下流側直近にある駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄを制御するモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力する。したがって、急激な張力の変動（張力外乱）が発生しても、当該張力の変動を吸収するように、可及的に素早く（遅延なく）駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの回転速度を修正することができる。
【００４７】
これに対し、張力変動補償器１２６を設けていない従来の技術のように、張力偏差（Ｆr−Ｆm）に応じて、張力検出器１２１ａに対し下流側直近にある駆動ロール１１４ｃ・１１４ｄの回転速度を受動的に補正する方法は、低周波（変化の周期が長い）張力の変動に対しては、当該張力の変動を抑制する効果を発揮するが、張力の変動に対する応答が遅い。このため、高周波の（変化の周期が短い）張力の変動に対しては、当該張力の変動を抑制する効果を発揮しない。すなわち、張力変動補償器１２６を設けていない従来の手法よりも、本実施形態の方法の方が、張力外乱が発生した場合に、鋼板Ｓに対して張力を安定して付与することができ、安定的に通板操業を継続させることができる。
【００４８】
＜変形例＞
本実施形態では、金属ストリップが鋼板である場合を例に挙げて説明する。しかしながら、金属ストリップは、鋼板に限定されない。例えば、アルミ、銅等のその他の金属ストリップであってもよい。
また、張力外乱の要因は、洗浄装置１１１のブラシロールの圧下の開放に限定されるものではなく、プロセスラインにより異なるものである。
また、本実施形態では、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び値に対応する係数Ｋを抽出するようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号（のみ）に応じて係数Ｋを抽出するようにしてもよい。このようにする場合には、２つの係数Ｋの何れかが、張力実績の時間微分値の符号に応じて抽出されることになる。
また、本実施形態では、乗算部１２６ｃで「張力実績の時間微分値」に「係数Ｋ」を掛けて「張力実績の時間微分の係数乗算値」を導出し、速度換算部１２６ｄで「張力実績の時間微分の係数乗算値」を「駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径」で割ることにより「速度指令補正値ΔＶr´」を導出した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、「係数Ｋ」を「駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径」で割った値を、「張力実績の時間微分値」に掛けることにより「速度指令補正値ΔＶr´」を導出するようにしてもよい。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、速度基準ロールをブライドルロール１１２ａとして、相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に下流側にあるブライドルロール１１２ｂに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を張力変動補償器１２６により導出された速度指令補正値ΔＶr´で補正するようにした場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、速度基準ロールをブライドルロール１１２ｂとして、相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に上流側にあるブライドルロール１１２ａに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を張力変動補償器１２６により導出された速度指令補正値ΔＶr´で補正するようにした場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、張力変動補償器１２６を適用する場所が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００５０】
図６は、プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の一例を示す図である。
図６に示すように、本実施形態では、張力変動補償器１２６は、相互隣接する３つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ｂ、１１２ｃの間に配置された張力検出器１２１ｂで測定された張力実績値Ｆmを入力し、当該３つのブライドルロール１１２ｂ〜１１２ｃのうち、最も上流側にあるブライドルロール１１２ａに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を補正するための速度指令補正値ΔＶr´を導出する。張力変動補償器１２６の処理の内容は、第１の実施形態で説明したものと同じである。
以上のようにしても第１の実施形態で説明した効果と同等の効果を得ることができる。
尚、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を適用することができる。
【００５１】
＜請求項との関係＞
相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールは、例えば、ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを用いることにより実現される。
第１の張力検出手段は、第１の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ｂを用いることにより実現され、第２の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ａを用いることにより実現される。
第２の張力検出手段は、第１の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ａを用いることにより実現され、第２の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ｂを用いることにより実現される。
速度変更値導出手段は、第１の実施形態では、例えば、減算器１２２ｂ、張力制御器１２３ｂ、及び加算器１２４ｂを用いることにより実現され、第２の実施形態では、減算器１２２ａ、張力制御器１２３ａ、及び加算器１２４ａを用いることにより実現される。ここで、速度変更値は、例えば、速度変更値ΔＶrに対応する。
速度指令値導出手段は、第１の実施形態では、加算器１２４ｂを用いることにより実現され、第２の実施形態では、加算器１２４ａを用いることにより実現される。ここで、速度指令値、例えば、速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に対応する。
張力変動導出手段は、例えば、張力変動補償器１２６の微分部１２６ａを用いることにより実現される。
速度指令補正値導出手段は、例えば、張力変動補償器１２６の乗算部１２６ｃを用いることにより実現される。ここで、速度指令値に対する補正値、例えば、速度指令補正値ΔＶr´を用いることにより実現される。
補正手段は、例えば、張力変動補償器１２６の加算部１２６ｅを用いることにより実現される。
速度制御手段は、第１の実施形態では、モータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄを用いることにより実現され、第２の実施形態では、モータ速度制御器１２５ａ、１２５ｂを用いることにより実現される。
３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールは、例えば、ブライドルロール１１２ｂ、１１２ｃを用いることにより実現される。
３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールは、例えば、ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂを用いることにより実現される。
【００５２】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１１ 洗浄装置
１１２ ブライドルロール
１１３ ロール駆動モータ
１１４ 駆動ロール
１２１ 張力検出器
１２２ 減算器
１２３ 張力制御器
１２４ 加算器
１２５ モータ速度制御器
１２６ 張力変動補償器
１２６ａ 微分部
１２６ｂ 遮断部
１２６ｃ 乗算部
１２６ｄ 速度換算部
１２６ｅ 加算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張力制御システム、張力制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、プロセスラインに通板される金属ストリップに対し、ブライドルロールを用いて付与される張力を制御するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の金属ストリップに、洗浄・加熱・冷却・めっき等の処理を連続的に施すプロセスラインでは、プロセスライン内で金属ストリップを安定して通板させるために、ブライドルロールやピンチロール等の複数の駆動ロールを直列に配置し、これらのロールを介して通板中の金属ストリップに対して所定の張力を付与している。
従来は、通板中の金属ストリップに対して張力を安定して付与するために、次のようなフィードバック制御を行うようにしている。まず、相互に隣接する２つのブライドルロールの間に設けられた張力検出器で金属ストリップに付与されている張力を検出する。次に、この張力が目標値に一致するような速度指令を、前記２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールの回転速度（回転数）を制御する速度制御器に与えて、当該上流側のブライドルロールの回転速度を変更する（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したプロセスラインでは、金属ストリップに対して付与している張力が外乱によって変動し、通板中の金属ストリップが上下に振動する現象（所謂バタつき）が生じることがある。
このような外乱の要因として、例えば、プロセスラインの上流側に配置されている洗浄装置が挙げられる。この洗浄装置では、金属ストリップの表面を洗浄するために、洗浄液をノズルにより金属ストリップに連続的に噴射しながら、ブラシロールによって金属ストリップの通板方向と反対向きになるように回転させる。その後、金属ストリップの表面に付着した洗浄液を後工程に持ち出さないようにするために、水切り用ロール（リンガーロール）を、洗浄液が付着した金属ストリップの表側と裏側とに押し当てる。これにより、金属ストリップの表面に付着した洗浄液が取り除かれる。
【０００５】
ところで、金属ストリップは、相前後する金属板が溶接によって長手方向に繋げられているので、この溶接された部分にブラシロールを押し当てると金属ストリップが破断する虞がある。このため、当該溶接の部分では、ブラシロールによる金属ストリップへの圧下を開放するようにしている。このように、ブラシロールが圧下している状態から開放されると、金属ストリップにおける張力が急激に変動し、この急激な張力の変動が、プロセスラインの下流側に伝搬する。このような急激な張力の変動が、プロセスラインの下流側に伝搬すると、例えば、プロセスラインの下流側の工程である加熱炉において所望の焼鈍を行うことができず、製品の品質が低下してしまう虞や、金属ストリップの板破断が生じてしまう虞がある。
【０００６】
しかしながら、前述した従来の技術では、フィードバック制御を行っているため、張力の変動に比べて、制御の応答時間が遅くなる。したがって、前述した従来の技術では、前述した洗浄装置のブラシロールの圧下と開放に起因する急激な張力の変動を十分に抑制することが困難であるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、プロセスラインを通板中の金属ストリップに生じる急激な張力の変動を抑制し、当該金属ストリップに対して張力を安定して付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の張力制御システムは、プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出手段と、前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出手段と、前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出手段と、前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出手段と、前記張力変動導出手段により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出手段と、前記速度指令値導出手段により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出手段により導出された補正値を用いて補正する補正手段と、前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正手段により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御手段と、を有し、前記速度指令補正値導出手段は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の張力制御方法は、プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出工程と、前記第１の張力検出工程により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出工程により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、前記第２の張力検出工程により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、前記第１の張力検出工程を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正工程により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御工程と、を有し、前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする。
【００１０】
本発明のコンピュータプログラムは、プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を、当該３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間にそれぞれ配置された第１及び第２の張力検出手段により検出された張力実績値を用いて制御することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、前記補正工程により補正された速度指令値を、前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を制御する速度制御手段に出力するための処理を行う出力工程と、をコンピュータに実行させ、前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、第１の張力検出手段で検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出し、通板速度基準値を、速度変更値を用いて変更した速度指令値を導出する。第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する。そして、速度指令値を、補正値を用いて補正し、補正後の速度指令値に基づいて、第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を制御する。このとき、張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、ブライドルロールの回転速度を減少させるように、速度指令値に対する補正値を導出し、張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、ブライドルロールの回転速度を増加させるように、速度指令値に対する補正値を導出する。したがって、急激な張力の変動が外乱として生じた場合には、速度指令値に対する補正値を用いて速度指令値を補正しない場合よりも素早く、その変動を吸収するように、通板速度を調整することができる。よって、プロセスラインを通板中の金属ストリップに生じる急激な張力の変動を抑制し、当該金属ストリップに対して張力を安定して付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の第１の例を示す図である。
【図２】張力変動補償器の機能的な構成の一例を示す図である。
【図３】張力実績の時間微分値の符号及び絶対値と、係数とを相互に関連付けて記憶しているテーブルの内容の一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示し、張力変動補償器の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図５】ブラシロールを開放する前後の付近における「張力実績値及びブライドルロールの回転速度」と「時間」との関係を示す図である。
【図６】プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の第２の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の一例を示す図である。
【００１４】
＜プロセスライン＞
まず、図１を参照しながら、プロセスラインについて説明する。
プロセスラインは、洗浄装置１１１と、ブライドルロール１１２ａ〜１１２ｃと、ロール駆動モータ１１３ａ〜１１３ｆとを備えている。尚、図１では、プロセスラインに備わっている設備のうち、張力制御システムの動作を説明する上で必要な設備のみを示している。よって、プロセスラインには、この他にも、製品（中間製品を含む）を製造するのに必要な設備が備わっている。例えば、プロセスラインが、亜鉛メッキ鋼板を製造するプロセスラインであれば、加熱炉等が、プロセスラインに（ブライドルロール１１２ｃよりも下流側に）備わっている。
図１において、鋼板（金属ストリップ）Ｓは、図に向かって左から右の方向（鋼板Ｓに記している矢印の方向）に通板されるものとする。
【００１５】
［洗浄装置１１１］
洗浄装置１１１は、鋼板Ｓを洗浄するものである。洗浄装置１１１は、例えば、洗浄液を噴射するノズルと、洗浄能力を確保するため、通板方向とは逆方向に回転しているブラシロールと、鋼板表面に付着した洗浄液を後工程に持ち出さないための水切り用ロール（リンガーロール）とを備えている。
この洗浄装置内を通板される鋼鈑Ｓに、回転しているブラシロールおよび水切り用ロールが押し当てられる（圧下される）。これにより、鋼板Ｓに付着した洗浄液が除去される。また、鋼板Ｓの溶接箇所については、鋼板Ｓの破断を防止するために、ブラシロールを圧下させないようにする。すなわち、鋼板Ｓの溶接箇所がブラシロールの圧下位置に到達する少し前に、ブラシロールを開放する。このように、ブラシロールは、圧下と開放とを繰り返す。
【００１６】
［ブライドルロール１１２］
ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、鋼板Ｓを通板させるためのロールである。相互に隣接する２つのブライドルロール１１２（ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ及びブライドルロール１１２ｂ、１１２ｃ）の間を通板する鋼板Ｓには、張力が付与される。ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、それぞれ、２つの駆動ロール１１４ａ・１１４ｂ、１１４ｃ・１１４ｄ、１１４ｅ・１１４ｆを備えている。尚、ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃには、駆動ロール１１４ａ・１１４ｂ、１１４ｃ・１１４ｄ、１１４ｅ・１１４ｆ以外のその他の装置（ハウジング等）も備わっている。また、プロセスラインに配置されるブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの数は３つに限定されるものではなく、３つを超える数のブライドルロール１１２がプロセスラインに配置されていてもよい。
【００１７】
［ロール駆動モータ１１３］
ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、それぞれ、駆動ロール１１４ａ・１１４ｂ、１１４ｃ・１１４ｄ、１１４ｅ・１１４ｆを回転させるためのモータである。ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆは、それぞれ後述するモータ速度制御器（ＡＳＲ）１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅ、１２５ｆからの速度指令に基づく回転速度（回転数）で回転する。
【００１８】
＜張力制御システム＞
張力制御システムは、相互に隣接する２つのブライドルロール１１２の間を通板する鋼板Ｓの張力の変動が抑制されるように、ロール駆動モータ１１３の回転速度を調整するものである。
張力制御システムは、張力検出器１２１ａ〜１２１ｃと、減算器１２２ａ〜１２２ｃと、張力制御器（ＡＴＲ）１２３ａ〜１２３ｃと、加算器１２４ａ〜１２４ｃと、モータ速度制御器（ＡＳＲ）１２５ａ〜１２５ｆと、張力変動補償器１２６と、を備えている。
【００１９】
［張力検出器１２１］
張力検出器１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、それぞれ、ブライドルロール１１２ａとブライドルロール１１２ｂとの間、ブライドルロール１１２ｂブライドルロール１１２ｃとの間、ブライドルロール１１２ｃと図示しないブライドルロール１１２ｃよりも下流側にあるブライドルロールとの間を通板する鋼板Ｓに付与されている張力実績値Ｆmを測定するものである。
［減算器１２２］
減算器１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、それぞれ、予め設定されている張力設定値Ｆrから、張力検出器１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃにより測定された張力実績値Ｆmを減算して、張力偏差（Ｆr−Ｆm）を導出するものである。張力設定値Ｆrは、鋼板Ｓを最適に通板させるための張力の値である。尚、張力設定値Ｆrは、セクション（相互に隣接する２つのブライドルロール１１２の間の領域）で異なる（ただし、同じ場合もある）。
【００２０】
［張力制御器１２３］
張力制御器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、それぞれ、減算器１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃにより導出された張力偏差（Ｆr−Ｆm）に応じて、張力実績値Ｆmが張力設定値Ｆrと等しくなるように、予め設定された通板速度基準値Ｖrに対する速度変更値ΔＶrを導出する。張力制御器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、例えば、Ｐ制御器又はＰＩ制御器を用いることにより実現される。
［加算器１２４］
加算器１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、それぞれ、張力制御器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃにより導出された速度変更値ΔＶrと、通板速度基準値Ｖrとを加算して、速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を導出するものである。
【００２１】
［モータ速度制御器１２５］
モータ速度制御器１２５ａ・１２５ｂは、それぞれ、加算器１２４ａにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を入力し、入力した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を制御する。本実施形態では、ブライドルロール１１２ａを速度基準ロールとしている。よって、モータ速度制御器１２５ａ・１２５ｂは、それぞれ、鋼板Ｓの通板速度が常に通板速度基準値Ｖrとなるように、ロール駆動モータ１１３ａ、１１３ｂの回転速度を制御する。
【００２２】
また、モータ速度制御器１２５ｅ・１２５ｆも、それぞれ、加算器１２４ｃにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を入力し、入力した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ｅ、１１３ｆの回転速度を制御する。
一方、モータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄは、それぞれ、加算器１２４ｂにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）と、後述する張力変動補償器１２６により導出された速度指令補正値ΔＶr´とが加算された（最終的な）速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を入力し、入力した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ｃ、１１３ｄの回転速度を制御する。
【００２３】
［張力変動補償器１２６］
張力変動補償器１２６は、相互に隣接する３つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂの間に配置された張力検出器１２１ａで測定された張力実績値Ｆmを入力し、当該２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に下流側にあるブライドルロール１１２ｂに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を補正するための速度指令補正値ΔＶr´を導出する。この速度指令補正値ΔＶr´は、上流側にある洗浄装置１１１のブラシロールが開放されること等により発生する急激な張力の変動を抑制するように、ブライドルロール１１２ｂ（駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄ）の回転速度を調整するためのものである。このように張力変動補償器１２６は、フィードフォワード補償器である。尚、以下の説明では、「洗浄装置１１１のブラシロールが開放されること等により発生する急激な張力の変動」を必要に応じて「張力外乱」と称する。
【００２４】
図２は、張力変動補償器１２６の機能的な構成の一例を示す図である。張力変動補償器１２６のハードウェアは、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、コンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）を用いることにより実現される。そして、後述する図４のフローチャートに示す処理を実行するコンピュータソフトウェアをこれらのハードウェアにロードして実行することにより張力変動補償器１２６の機能が実現される。
【００２５】
図２において、張力変動補償器１２６は、微分部１２６ａと、遮断部１２６ｂと、乗算部１２６ｃと、速度換算部１２６ｄと、加算部１２６ｅと、を有する。
[[微分部１２６ａ]]
微分部１２６ａは、張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmを入力すると、張力実績値Ｆmを時間微分する微分器としての機能を有する。尚、以下の説明では、「張力実績値Ｆmを時間微分した値（ｄＦm／ｄｔ）」を必要に応じて「張力実績の時間微分値」と称する。
【００２６】
[[遮断部１２６ｂ]]
遮断部１２６ｂは、微分部１２６ａで得られた張力実績の時間微分値の信号から、ノイズ成分等、張力外乱とは無関係な成分を除去するものである。
具体的に、遮断部１２６ｂは、微分部１２６ａで得られた張力実績の時間微分値の信号の高周波成分を遮断するフィルタとしての機能を有する。尚、通過を遮断する信号の周波数は、張力外乱とは無関係な成分を除去する観点から適宜設定される。
さらに、遮断部１２６ｂは、前回の張力実績の時間微分値と、今回の張力実績の時間微分値との何れかを選択する機能を有する。
【００２７】
この選択を行うために遮断部１２６ｂは、まず、張力実績の時間微分値と、その取得時刻とを（次回の計算のために）記憶する。
次に、遮断部１２６ｂは、今回の張力実績の時間微分値から前回の張力実績の時間微分値を減算した値を、今回の張力実績の時間微分値を取得した時刻から前回の張力実績の時間微分値を取得した時刻を減算した値で割ることにより張力変化速度量を算出する。すなわち、張力変化速度量は、以下の（１）式で表される。
張力変化速度量＝（今回の張力実績の時間微分値−前回の張力実績の時間微分値）÷（今回の張力実績の時間微分値を取得した時刻−前回の張力実績の時間微分値を取得した時刻） ・・・（１）
【００２８】
次に、遮断部１２６ｂは、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたか否かを判定する。張力変化速度量の符号が正（＋）であれば、前回の張力実績の時間微分値に対し今回の張力実績の時間微分値が増加していることになる。一方、張力変化速度量の符号が負（−）であれば、前回の張力実績の時間微分値に対し今回の張力実績の時間微分値が減少していることになる。ここで、ノイズの影響等により、張力実績値Ｆmが瞬間的に極大値（又は極小値）をとる場合がある。そこで、本実施形態では、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたか否かを判定することにより、張力実績値Ｆmが瞬間的に極大値（又は極小値）をとっているかどうかを判定するようにしている。
【００２９】
遮断部１２６ｂは、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたと判定すると、張力実績値Ｆmが瞬間的に極大値（又は極小値）をとっていると判定し、今回の張力実績の時間微分値を採用せずに、前回の張力実績の時間微分値を選択する。このような場合に今回の張力実績の時間微分値を選択すると、制御が不安定になり、却って外乱の要因になり得るからである。ただし、前回の張力実績の時間微分値も閾値を超えている場合には、その前に選択した張力実績の時間微分値のうち最新のものを選択する。すなわち、遮断部１２６ｂは、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたと判定すると、既に選択した張力実績の時間微分値のうち最新のものを選択する。
一方、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えていないと判定すると、遮断部１２６ｂは、今回の張力実績の時間微分値を選択する。
尚、張力変化速度量の絶対値と比較される閾値は、張力外乱とは無関係な成分を除去する観点から適宜設定される。
【００３０】
［[乗算部１２６ｃ]］
乗算部１２６ｃは、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び絶対値に対応する係数Ｋを抽出する。
図３は、張力実績の時間微分値の符号及び絶対値と、係数Ｋとを相互に関連付けて記憶しているテーブルの内容の一例を概念的に示す図である。
【００３１】
本実施形態では、張力変動補償器１２６は、図３に示すテーブル３００を予め記憶している。乗算部１２６ｃは、このテーブル３００を参照して、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び値に対応する係数Ｋを抽出する。
ここで、張力実績の時間微分値の符号が正（＋）である場合には、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの回転速度を減速させる必要がある。そこで、図３に示すように、本実施形態では、張力実績の時間微分値の符号が正（＋）である場合には、係数Ｋの符号は負（−）とする。
【００３２】
一方、張力実績の時間微分値の符号が負（−）である場合には、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの回転速度を増速させる必要がある。そこで、張力実績の時間微分値の符号が負（−）である場合には、係数Ｋの符号は正（＋）とする。また、本実施形態では、張力実績の時間微分値の絶対値が大きいほど、係数Ｋの絶対値も大きくなるようにしている。
【００３３】
次に、乗算部１２６ｃは、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」に、前述したようにして抽出した係数Ｋを掛ける。尚、以下の説明では、「張力実績の時間微分値に係数Ｋを掛けた値」を、必要に応じて「張力実績の時間微分の係数乗算値」と称する。張力実績の時間微分の係数乗算値は、以下の（２）式で表される。
張力実績の時間微分の係数乗算値＝Ｋ×（張力実績の時間微分値） ・・・（２）
尚、図３では、説明の都合上、「張力実績の時間微分値」の符号及び絶対値をテーブル３００に記憶させるようにしたが、これらの代わりに、「張力実績の時間微分値」そのもの（符号を含めた値）をテーブル３００に記憶させるようにしてもよい。
【００３４】
［[速度換算部１２６ｄ]］
乗算部１２６ｃにより算出された「張力実績の時間の係数乗算値」は、鋼板Ｓの張力の変動分に対応する。速度換算部１２６ｄは、この張力の変動分に対応する「張力実績値Ｆmの時間微分の係数乗算値」を、鋼板Ｓの通板速度の変動分に換算する。そのために、本実施形態では、速度換算部１２６ｄは、「張力実績の時間微分の係数乗算値」を、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径で割ることにより、速度指令補正値ΔＶr´を算出する。すなわち、速度換算部１２６ｄは、以下の（３）式の計算を行って、速度指令補正値ΔＶr´を算出する。
速度指令補正値ΔＶr´＝（張力実績の時間微分の係数乗算値）÷（駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径） ・・・（３）
尚、ここでは、鋼板Ｓの張力の変動分を、鋼板Ｓの通板速度の変動分に近似換算するものであるので、速度指令補正値ΔＶr´の単位を必ずしも速度の単位に合わせる必要はない。
【００３５】
[[加算部１２６ｅ]]
加算部１２６ｅは、速度換算部１２６ｄにより導出された速度指令補正値ΔＶr´を、加算器１２４ｂにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に加算する加算器としての機能を有する。この加算値が（最終的な）速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）としてモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力される。
【００３６】
＜動作フローチャート＞
次に、図４のフローチャートを参照しながら、張力変動補償器１２６の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ４０１において、微分部１２６ａは、張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmを入力したか否かを判定する。この判定の結果、張力実績値Ｆmを入力していない場合には、図４のフローチャートによる処理を終了する。
【００３７】
一方、張力実績値Ｆmを入力すると、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２に進むと、微分部１２６ａは、ステップＳ４０１で入力された張力実績値Ｆmを時間微分して、張力実績の時間微分値（ｄＦm／ｄｔ）を算出する。
次に、ステップＳ４０３において、遮断部１２６ｂは、微分部１２６ａで得られた張力実績の時間微分値の信号の高周波成分を遮断する。
次に、ステップＳ４０４において、遮断部１２６ｂは、張力実績の時間微分値を記憶する。そして、遮断部１２６ｂは、（１）式の計算を行って、張力変化速度量を算出する。
【００３８】
次に、ステップＳ４０５において、遮断部１２６ｂは、ステップＳ４０４で算出された張力変化速度量の絶対値が閾値を超えたか否かを判定する。この判定の結果、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えていない場合には、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６に進むと、遮断部１２６ｂは、今回の張力実績の時間微分値（ステップＳ４０２で算出された最新の張力実績の時間微分値）を選択する。
一方、張力変化速度量の絶対値が閾値を超えている場合には、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７に進むと、遮断部１２６ｂは、これまでにステップＳ４０６で選択された張力実績の時間微分値のうち最新のものを選択する。
【００３９】
以上のようにして張力実績の時間微分値が選択されると、ステップＳ４０８に進む。ステップＳ４０８に進むと、乗算部１２６ｃは、ステップＳ４０６又はＳ４０７で選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び絶対値に対応する係数Ｋを、テーブル３００を参照して抽出する。
次に、ステップＳ４０９において、乗算部１２６ｃは、ステップＳ４０６又はＳ４０７で選択された「張力実績の時間微分値」に、ステップＳ４０８で抽出された係数Ｋを掛け合わせて、「張力実績の時間微分の係数乗算値」を算出する。
【００４０】
次に、ステップＳ４１０において、速度換算部１２６ｄは、ステップＳ４０８で算出された「張力実績の時間の係数乗算値」を、回転速度の制御対象であるブライドルロール１１２ｂの駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径で割って、速度指令補正値ΔＶr´を導出する。
次に、ステップＳ４１１において、加算部１２６ｅは、ステップＳ４１０で導出された速度指令補正値ΔＶr´を、加算器１２４ｂにより導出された速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に加算して（最終的な）速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を導出する。
次に、ステップＳ４１２において、加算部１２６ｅは、速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）をモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力する。以上のステップＳ４０１〜Ｓ４１２の処理が繰り替えし実行される。モータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄは、この速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）に基づいて、ロール駆動モータ１１３ｃ、１１３ｄの回転速度を制御する。
【００４１】
＜実施例＞
次に、本発明の実施例について説明する。
ここでは、以下の条件で図１に示すプロセスラインを操業した際に、洗浄装置１１１のブラシロールを開放する前後で、張力検出器１２１ａ、１２１ｂで検出される張力実績値Ｆmとブライドルロール１１２ｂの回転速度とがどのように変更するかを調査した。本実施例の張力制御システムとして、図１に示す張力制御システムを用い、比較例の張力制御システムとして、図１に示す張力制御システムから張力変動補償器１２６を除いた他は本実施例と同じ張力制御システムを用いた。
【００４２】
鋼板：電磁鋼板（幅＝１２１３［ｍｍ］、厚み＝０．２７［ｍｍ］）
ライン速度：５０［ｍ／分］
張力設定値Ｆr：２３００［Ｎ］
尚、ライン速度と、張力設定値Ｆrは、それぞれブライドルロール１１２ａ、１１２ｂの間のセクションにおける値である。
【００４３】
図５は、ブラシロールを開放する前後の付近における「張力検出器１２１ａ、１２１ｂの測定値（張力実績値Ｆm）及びブライドルロール１１２ｂの回転速度」と「時間」との関係を示す図である。図５（ａ）は本実施例における関係を示し、図５（ｂ）は比較例における関係を示す。
図５において、グラフ５０１ａ、５０１ｂは、ブライドルロール１１２ｂの回転速度を示す。また、グラフ５０２ａ、５０２ｂは、張力検出器１２１ａで検出される張力実績値Ｆmを示し、グラフ５０３ａ、５０３ｂは、張力検出器１２１ｂで検出される張力実績値Ｆmを示す。
【００４４】
図５の横軸の目盛りは３０［秒／１マス］である。また、図５の縦軸の張力の目盛りは２５０［Ｎ／１マス］である。また、図５の縦軸の回転速度の目盛りは４[回転／分／１マス]である。
また、図５において、破線５０４ａ、５０４ｂは、洗浄装置１１１のブラシロールを開放したタイミング（張力外乱が発生したタイミング）を表す。
【００４５】
図５（ａ）のグラフ５０３ａに示すように、本実施例では、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmの「張力外乱に起因する変動幅Ｗａ」は、１００［Ｎ］未満であり、且つ、張力外乱が発生してから、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmが一定値に収束するまでの収束時間Ｔａは、２０秒程度であった。これに対し、図５（ｂ）のグラフ５０３ｂに示すように、比較例では、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmの「張力外乱に起因する変動幅Ｗａ」は、５００［Ｎ］程度であり、且つ、張力外乱が発生してから、張力検出器１２１ｂで検出された張力実績値Ｆmが一定値に収束するまでの収束時間Ｔａは、６０秒程度であった。
このように、本実施例の方が比較例よりも、変動幅Ｗ及び収束時間Ｔの双方が小さくなっており、張力制御の有効性が高いことが分かる。
【００４６】
＜まとめ＞
以上のように、本実施形態では、張力検出器１２１ａにより測定された張力実績値Ｆmに基づき、急激な張力の変動（張力外乱）が発生したと判定した場合には、当該急激な張力の変動分に応じた駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの回転速度の変動分を速度指令補正値ΔＶr´として導出し、この速度指令補正値ΔＶr´を加算した速度指令値（Ｖr＋ΔＶr＋ΔＶr´）を、張力検出器１２１ａに対し下流側直近にある駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄを制御するモータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄに出力する。したがって、急激な張力の変動（張力外乱）が発生しても、当該張力の変動を吸収するように、可及的に素早く（遅延なく）駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの回転速度を修正することができる。
【００４７】
これに対し、張力変動補償器１２６を設けていない従来の技術のように、張力偏差（Ｆr−Ｆm）に応じて、張力検出器１２１ａに対し下流側直近にある駆動ロール１１４ｃ・１１４ｄの回転速度を受動的に補正する方法は、低周波（変化の周期が長い）張力の変動に対しては、当該張力の変動を抑制する効果を発揮するが、張力の変動に対する応答が遅い。このため、高周波の（変化の周期が短い）張力の変動に対しては、当該張力の変動を抑制する効果を発揮しない。すなわち、張力変動補償器１２６を設けていない従来の手法よりも、本実施形態の方法の方が、張力外乱が発生した場合に、鋼板Ｓに対して張力を安定して付与することができ、安定的に通板操業を継続させることができる。
【００４８】
＜変形例＞
本実施形態では、金属ストリップが鋼板である場合を例に挙げて説明する。しかしながら、金属ストリップは、鋼板に限定されない。例えば、アルミ、銅等のその他の金属ストリップであってもよい。
また、張力外乱の要因は、洗浄装置１１１のブラシロールの圧下の開放に限定されるものではなく、プロセスラインにより異なるものである。
また、本実施形態では、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号及び値に対応する係数Ｋを抽出するようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、遮断部１２６ｂにより選択された「張力実績の時間微分値」の符号（のみ）に応じて係数Ｋを抽出するようにしてもよい。このようにする場合には、２つの係数Ｋの何れかが、張力実績の時間微分値の符号に応じて抽出されることになる。
また、本実施形態では、乗算部１２６ｃで「張力実績の時間微分値」に「係数Ｋ」を掛けて「張力実績の時間微分の係数乗算値」を導出し、速度換算部１２６ｄで「張力実績の時間微分の係数乗算値」を「駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径」で割ることにより「速度指令補正値ΔＶr´」を導出した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、「係数Ｋ」を「駆動ロール１１４ｃ、１１４ｄの直径」で割った値を、「張力実績の時間微分値」に掛けることにより「速度指令補正値ΔＶr´」を導出するようにしてもよい。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、速度基準ロールをブライドルロール１１２ａとして、相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に下流側にあるブライドルロール１１２ｂに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を張力変動補償器１２６により導出された速度指令補正値ΔＶr´で補正するようにした場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、速度基準ロールをブライドルロール１１２ｂとして、相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に上流側にあるブライドルロール１１２ａに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を張力変動補償器１２６により導出された速度指令補正値ΔＶr´で補正するようにした場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、張力変動補償器１２６を適用する場所が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００５０】
図６は、プロセスラインを通板する鋼板の張力を制御する張力制御システムの構成の一例を示す図である。
図６に示すように、本実施形態では、張力変動補償器１２６は、相互隣接する３つのブライドルロール１１２ａ、１１２ｂのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロール１１２ｂ、１１２ｃの間に配置された張力検出器１２１ｂで測定された張力実績値Ｆmを入力し、当該３つのブライドルロール１１２ｂ〜１１２ｃのうち、最も上流側にあるブライドルロール１１２ａに対する速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）を補正するための速度指令補正値ΔＶr´を導出する。張力変動補償器１２６の処理の内容は、第１の実施形態で説明したものと同じである。
以上のようにしても第１の実施形態で説明した効果と同等の効果を得ることができる。
尚、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を適用することができる。
【００５１】
＜請求項との関係＞
相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールは、例えば、ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを用いることにより実現される。
第１の張力検出手段は、第１の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ｂを用いることにより実現され、第２の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ａを用いることにより実現される。
第２の張力検出手段は、第１の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ａを用いることにより実現され、第２の実施形態では、例えば、張力検出器１２１ｂを用いることにより実現される。
速度変更値導出手段は、第１の実施形態では、例えば、減算器１２２ｂ、張力制御器１２３ｂ、及び加算器１２４ｂを用いることにより実現され、第２の実施形態では、減算器１２２ａ、張力制御器１２３ａ、及び加算器１２４ａを用いることにより実現される。ここで、速度変更値は、例えば、速度変更値ΔＶrに対応する。
速度指令値導出手段は、第１の実施形態では、加算器１２４ｂを用いることにより実現され、第２の実施形態では、加算器１２４ａを用いることにより実現される。ここで、速度指令値、例えば、速度指令値（Ｖr＋ΔＶr）に対応する。
張力変動導出手段は、例えば、張力変動補償器１２６の微分部１２６ａを用いることにより実現される。
速度指令補正値導出手段は、例えば、張力変動補償器１２６の乗算部１２６ｃを用いることにより実現される。ここで、速度指令値に対する補正値、例えば、速度指令補正値ΔＶr´を用いることにより実現される。
補正手段は、例えば、張力変動補償器１２６の加算部１２６ｅを用いることにより実現される。
速度制御手段は、第１の実施形態では、モータ速度制御器１２５ｃ、１２５ｄを用いることにより実現され、第２の実施形態では、モータ速度制御器１２５ａ、１２５ｂを用いることにより実現される。
３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールは、例えば、ブライドルロール１１２ｂ、１１２ｃを用いることにより実現される。
３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールは、例えば、ブライドルロール１１２ａ、１１２ｂを用いることにより実現される。
【００５２】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１１ 洗浄装置
１１２ ブライドルロール
１１３ ロール駆動モータ
１１４ 駆動ロール
１２１ 張力検出器
１２２ 減算器
１２３ 張力制御器
１２４ 加算器
１２５ モータ速度制御器
１２６ 張力変動補償器
１２６ａ 微分部
１２６ｂ 遮断部
１２６ｃ 乗算部
１２６ｄ 速度換算部
１２６ｅ 加算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、
前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出手段と、
前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出手段と、
前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出手段と、
前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出手段と、
前記張力変動導出手段により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出手段と、
前記速度指令値導出手段により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出手段により導出された補正値を用いて補正する補正手段と、
前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正手段により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御手段と、を有し、
前記速度指令補正値導出手段は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする張力制御システム。
【請求項２】
前記第１の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項１に記載の張力制御システム。
【請求項３】
前記第１の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項１に記載の張力制御システム。
【請求項４】
前記速度指令補正値導出手段は、前記張力変動導出手段で導出された張力実績の時間微分値の符号に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を用いて、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の張力制御システム。
【請求項５】
前記速度指令補正値導出手段は、前記張力変動導出手段で導出された張力実績の時間微分値の符号及び絶対値に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を、前記速度指令値に対する補正値として導出することを特徴とする請求項４に記載の張力制御システム。
【請求項６】
プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、
前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出工程と、
前記第１の張力検出工程により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出工程により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、
前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、
前記第２の張力検出工程により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、
前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、
前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、
前記第１の張力検出工程を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正工程により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御工程と、を有し、
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする張力制御方法。
【請求項７】
前記第１の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項６に記載の張力制御方法。
【請求項８】
前記第１の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項６に記載の張力制御方法。
【請求項９】
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力変動導出工程で導出された張力実績の時間微分値の符号に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を用いて、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の張力制御方法。
【請求項１０】
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力変動導出工程で導出された張力実績の時間微分値の符号及び絶対値に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を、前記速度指令値に対する補正値として導出することを特徴とする請求項９に記載の張力制御方法。
【請求項１１】
プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を、当該３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間にそれぞれ配置された第１及び第２の張力検出手段により検出された張力実績値を用いて制御することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、
前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、
前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、
前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、
前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、
前記補正工程により補正された速度指令値を、前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を制御する速度制御手段に出力するための処理を行う出力工程と、をコンピュータに実行させ、
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、
前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出手段と、
前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出手段と、
前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出手段と、
前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出手段と、
前記張力変動導出手段により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出手段と、
前記速度指令値導出手段により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出手段により導出された補正値を用いて補正する補正手段と、
前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正手段により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御手段と、を有し、
前記速度指令補正値導出手段は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする張力制御システム。
【請求項２】
前記第１の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項１に記載の張力制御システム。
【請求項３】
前記第１の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出手段は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項１に記載の張力制御システム。
【請求項４】
前記速度指令補正値導出手段は、前記張力変動導出手段で導出された張力実績の時間微分値の符号に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を用いて、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の張力制御システム。
【請求項５】
前記速度指令補正値導出手段は、前記張力変動導出手段で導出された張力実績の時間微分値の符号及び絶対値に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を、前記速度指令値に対する補正値として導出することを特徴とする請求項４に記載の張力制御システム。
【請求項６】
プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を制御する張力制御システムであって、
前記３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間のそれぞれで、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出する第１及び第２の張力検出工程と、
前記第１の張力検出工程により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出工程により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、
前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、
前記第２の張力検出工程により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、
前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、
前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、
前記第１の張力検出工程を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を、前記補正工程により補正された速度指令値に基づいて制御する速度制御工程と、を有し、
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする張力制御方法。
【請求項７】
前記第１の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項６に記載の張力制御方法。
【請求項８】
前記第１の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に上流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出し、
前記第２の張力検出工程は、前記３つのブライドルロールのうち、相対的に下流側で相互に隣接する２つのブライドルロールの間で、前記金属ストリップに付与されている張力の値である張力実績値を検出することを特徴とする請求項６に記載の張力制御方法。
【請求項９】
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力変動導出工程で導出された張力実績の時間微分値の符号に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を用いて、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の張力制御方法。
【請求項１０】
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力変動導出工程で導出された張力実績の時間微分値の符号及び絶対値に応じた係数を張力実績の時間微分値に掛けた値を、前記速度指令値に対する補正値として導出することを特徴とする請求項９に記載の張力制御方法。
【請求項１１】
プロセスラインを通板される金属ストリップに対し、相互に隣接する少なくとも３つのブライドルロールを用いて付与される張力を、当該３つのブライドルロールのうちの相互に隣接する２つのブライドルロールの間にそれぞれ配置された第１及び第２の張力検出手段により検出された張力実績値を用いて制御することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記第１の張力検出手段により検出された張力実績値と、予め設定された張力設定値との偏差である張力偏差に応じて、前記第１の張力検出手段により検出される張力実績値が前記張力設定値と等しくなるように、予め設定された通板速度基準値に対する速度変更値を導出する速度変更値導出工程と、
前記通板速度基準値を前記速度変更値により変更した速度指令値を導出する速度指令値導出工程と、
前記第２の張力検出手段により検出された張力実績値を時間微分した値である張力実績の時間微分値を導出する張力変動導出工程と、
前記張力変動導出工程により導出された張力実績の時間微分値に応じて、前記速度指令値に対する補正値を導出する速度指令補正値導出工程と、
前記速度指令値導出工程により導出された速度指令値を、前記速度指令補正値導出工程により導出された補正値を用いて補正する補正工程と、
前記補正工程により補正された速度指令値を、前記第１の張力検出手段を間に挟んで相互に隣接する２つのブライドルロールのうち、相対的に上流側のブライドルロールを駆動するモータの回転速度を制御する速度制御手段に出力するための処理を行う出力工程と、をコンピュータに実行させ、
前記速度指令補正値導出工程は、前記張力実績の時間微分値の符号が正である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を減少させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出し、前記張力実績の時間微分値の符号が負である場合には、前記ブライドルロールの回転速度を増加させるように、前記速度指令値に対する補正値を導出することを特徴とするコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２４４５６（Ｐ２０１２−２２４４５６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４９３５（Ｐ２０１１−９４９３５）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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