JPH076000B2 - 連続ストリップ処理ラインにおける異種板接続部の材温制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば塗布，乾燥，焼付，冷却設備等の連続
ストリップ処理ラインにおける異種板接続部の材温制御
方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の連続ストリップ処理ラインでは処理炉内
該当ゾーンのノズル圧力制御は循環ファン、または循環
ダンパのいずれかにより行われている。例えば、板厚の
異なる材料間の接続部が該当ゾーンを通過するときに
は、不可避的に接続部前後のストリップ材温が目標値よ
り外れるが、この目標値よりの偏位（ズレ）を最小限に
抑えるためには、ノズル圧力（ノズルよりストリップに
向けて吹き出す熱風風速の関数）を、先行ストリップ材
の最適値から後行ストリップ材の最適値へ速やかに移行
すること、即ちノズル圧力変化速度を上げる必要があ
る。そして、このノズル圧力制御を循環ファンの回転
数，或は循環ダンパの開度を変えることにより行なう。

（発明が解決しようとする課題） 上述したノズル圧力制御を循環ファンの回転数調節によ
り行う場合、先のノズル圧力変化速度を上げようとすれ
ば、循環ファン自体のGD²（慣性）の影響で循環ファン
駆動モータ馬力の大きなものが必要となる。また、循環
ファンを高加減速に耐えるように補強すれば循環ファン
自体のGD²も増加するため、さらに駆動モータ馬力の増
加が要求されるといった悪循環を惹起し、この結果実用
的なノズル圧力変化速度には自ずと制限が生じている。
一方、ノズル圧力の制御を循環ダンパの開度調整により
行う場合、低ノズル圧力（低風量時）の制御性は期待で
きない。また、低ノズル圧力（低風量）操業中は、循環
ファンの動力効率が低く、電力原単位の悪化を招くとい
う問題がある。

本発明は、斯る従来の問題点を課題としてなされたもの
で、ノズル圧力制御を循環ダンパの開度で行う場合の利
点である制御速度（ノズル圧力変化速度）の速さ、即ち
速応性と、ノズル圧力制御を循環ファンの回転数で行う
場合の利点である良好な制御性を両立させることによ
り、循環ファン用のVVVFコントローラ（インバータ）お
よび循環ファン，循環ファン駆動モータの仕様を過大な
ものとせず、かつ消費動力の低減を可能とした連続スト
リップ処理ラインにおける異種板接続部の材温制御方法
を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は、先行ストリップ
材に対して後行ストリップ材に対する必要ノズル圧力が
大きい場合には、先行ストリップ材と後行ストリップ材
との接続部が処理炉内該当ゾーンに進入する事前のタイ
ミングにて先行ストリップ材と後行ストリップ材に対す
る必要ノズル圧力の差だけ圧力変化させるのに要する量
だけ循環ダンパ開度を徐々に絞り込むとともに、ノズル
圧力を一定に保つように循環ファンの回転数を上昇させ
た後、上記接続部が該当ゾーンに進入するタイミングに
て循環ダンパ開度を上記絞り込み前の状態に速やかに戻
す一方、先行ストリップ材に対して後行ストリップ材に
対する必要ノズル圧力が小さい場合には、先行ストリッ
プ材と後行ストリップ材との接続部が該当ゾーンに進入
するタイミングにて循環ダンパを速やかに絞り込んで、
該当ゾーンにおけるノズル圧力を後行ストリップ材に対
する必要ノズル圧力に変更させた後、適宜タイミングに
て循環ダンパ開度を徐々に絞り込み前の状態に戻すとと
もに、現状のノズル圧力を一定に保つように循環ファン
の回転数を徐々に下げていくようにした。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は、本発明を適用した装置を示し、処理炉内の該
当ゾーン１の内部に、上下に対向させてノズル部２が設
けてあり、上下のノズル部２間にストリップ材３を通板
させるようになっている。また、ノズル部２にはバーナ
4,VVVFコントローラ５を備えたモータ６により駆動され
る循環ファン7,循環ダンパ操作部８により開度調節され
る循環ダンパ９を含む循環ダクト10により熱風を送るよ
うに形成したある他、ノズル部２の熱風圧力、温度を検
出する圧力検出手段11、温度検出手段12が設けてある。

さらに、必要ノズル圧力算出係数計算部（Calc）13から
スイッチ14aを介して循環ダンパ絞り込みロジック（Log
ic）15、循環ダンパ開度補正部（COMP）16、循環ダンパ
特性補償部17、循環ダンパ開度設定器（DS）18を経て循
環ダンパ操作器８に至る循環ダンパ９の制御系と、上記
Calc13からスイッチ14bを介して必要ノズル圧力算出係
数計算部（Calc）19,必要ノズル圧力計算部（Calc）20,
ノズル圧力指示調節計（PIC）21を経てVVVFコントロー
ラ５に至る循環ファン７の制御系が設けてある。このう
ち、第１図中一点鎖線枠の上段部のCalc13がオフライン
計算部で、これに続く同上枠の中段部のLogic15等がオ
ンライン計算部で、残る同上枠の下段部のDS18,PIC21が
制御部となっている。

また、これらの制御系外からは、Calc13には、処理材板
厚TH,設定ライン速度LSS,処理材板巾W,放射伝熱係数EM,
出口材温TE,入口材温TI等がデータテーブルより入力さ
れ、Logic15には異種ストリップ材の接続部のジョイン
トトラッキング信号JT、またCalc19には異種ストリップ
材の接続部のジョイントラッキング信号JTおよび温度検
出手段12からの実績熱風温度TFAが入力され、COMP16,Ca
lc20には実績ライン速度LSAが入力され、PIC21には上記
実績熱風温度TFAと圧力検出手段11からの圧力信号が入
力される。

そして、Calc13にい上記入力データ、即ち操業条件に基
づいて、各ストリップ材毎の必要ノズル圧力算出係数お
よび必要ノズル圧力をオフラインで算出する。

スイッチ14a,14bは、次スケジュール、即ち現時点で処
理されているストリップ材の次に処理されるストリップ
材の諸条件の確定時、またはその後の適宜タイミングに
オンされる。

Logic5にて、現スケジュールに対する次スケジュールの
ノズル圧力比係数を算出し、COMP16にて、ライン速度に
変更がある場合における開度補正量を算出し、循環ダン
パ特性補償部17にて、Logic15,COMP16からの出力信号を
循環ダンパ９の開度に換算する。

DS18は、循環ダンパ特性補償済みの循環ダンパ開度指令
を受けて、循環ダンパ操作部８に出力して、これを介し
て循環ダンパ９を所定の開度にする。

一方、Calc9にて、Calc13より次スケジュールが確定し
た時点で引渡された必要ノズル圧力算出係数および必要
ノズル圧力のデータをストリップ材間の接続部が該当ゾ
ーン１を通過するタイミングに合わせて、即ち循環ダン
パ９の開度の変更開始と同じタイミングで現スケジュー
ルの該当データに代えて一斉に更新することが行われ
る。そして、該当ゾーン１の実績熱風温度TFAを常時監
視し、必要ノズル圧力算出係数の一部を実績熱風温度TF
Aに基づいて補正して、Calc20にて、常時実績ライン速
度LSAを監視し、この補正された必要ノズル圧力算出係
数と実績ライン速度LSAとに基づいて、Calc13から出力
された必要ノズル圧力を補正し、この補正後の値をノズ
ル圧力の設定値として出力する。

さらに、PIC21にて、この設定値と入力される実績熱風
温度TFA,ノズル圧力実測値から得られる基準温度換算の
ノズル圧力実測値とを比較，演算し、両者間の偏差が零
となるように操作信号を出力し、VVVFコントローラ5,モ
ータ６を介して循環ファン７の回転数の制御が行われ
る。

即ち、循環ファン７の回転数は必要ノズル圧力を制御変
数（目標値およびプロセス変数）として制御される。

ここで、Logic15の具体的な構成の一例を第２図に示
す。

図中、ａは次スケジュールノズル圧力記憶部、b,tはON
−OFFスイッチ、ｃは現スケジュールノズル圧力記憶
部、ｄは次／現スケジュールノズル圧力比係数演算部、
ｅは切換えスイッチ、ｆは比較器、g,i,lはAND演算部、
h,mはNOT演算部、j,n,oはOR演算部、k,vは限時要素、p,
uはフリップフロップ部、ｑは定数発信部、ｒは立上り
（ワンショット）検出部、ｓは変化率制限部である。そ
して、ａには、次スケジュール設定値データを入力し、
ｂを介してａはｃに接続しており、ｂはｒからの信号に
よりONになるようになっている。また、a,cは出力信号
をd,fに入力し、ｆは出力信号をg,nに、そしてｈを介し
てｉに入力する一方、ｄの出力側はｅの二つの切換え端
子の一方に通じている。ｇにはｆからの信号の他、また
ｉにはｈからの信号の他、ジョイントラッキング信号を
入力し、ｇは出力信号をｏに、ｉは出力信号をj,nに入
力している。ｊはｉからの信号と１からの信号を受けて
k,lに出力しており、ｋからの信号はｏに入力してい
る。ｎは出力信号をｐのセット端子（Ｓ）に入力し、ｏ
は出力信号をｐのリセット端子（Ｒ）およびｒに入力し
ている。このうち、ｒは出力信号をｍを介してｌに入力
している他、ｂに入力し、上述のようにｂをONにする。
さらに、ｑの出力側をｅの二つの切換え端子のうちの上
記のものとは別の端子に接続し、ｐからの信号により上
記二端子のいずれかの側に切換えるように形成してあ
る。即ち、ｐからのＨ信号（セット状態）によりｄから
の信号が出力され、Ｌ信号（リセット信号）によりｑか
らの信号が出力されるようになっている。

さらに、ｅよりの出力はスイッチｔの状態によってLogi
c15より直接出力されるか、ｓへ入力されるかが切り換
わる。ｓへ入力されたｅよりの出力は変化率制限を受け
た後、Logic15より出力される。一方、ジョイントトラ
ッキング信号JTは、ｕのセット端子（Ｓ）へ入力し、ｕ
の出力はｔへ入力しｔをONにするほか、ｖへ入力してい
る。ｖからの出力はｕのリセット端子（Ｒ）に入力して
いる。

そして、必要ノズル圧力の異なる接続部が該当ゾーン１
を通過する前後のいずれかで要求される循環ダンパ絞り
込み係数の算出及び循環ダンパ絞り込み開始タイミング
及び循環ダンパ通常開度回復開始タイミングを決定し、
かつ循環ダンパ開度変化率を選択するようになってい
る。

次に、上記構成からなる装置を適用することにより行わ
れる本発明に係る方法について説明する。

例えば、薄板から厚板に変化するように必要ノズル圧力
が上昇する場合は、第３図に示すように、次スケジュー
ル確定時、或は確定後の適宜タイミングＡで、Logic15
によって算出される値に基づいて、COMP16,循環ダンパ
特性補償部17を介して、DS18にて開度設定して、この開
度まで徐々に循環ダンパ９を絞り込む。そして、循環ダ
ンパ９を絞り込むと同時に循環ファン７の回転数は、該
当ゾーン１内のノズル圧力を保つように、徐々に上昇し
てゆく。そして、例えば薄板と厚板との接続部が該当ゾ
ーン１を通過する時点Ｂに合わせて循環ダンパ９の開度
を速やかに通常開度、即ち略全開の状態に戻してノズル
圧力を所望の値にする。

なお、上記の確定後の適宜タイミングとはタイミングＢ
より前であって、ノズル圧力を安定させた状態で循環ダ
ンパ9,循環ファン７を変化させ得るだけの時間をとり得
るタイミングを意味している。

次に、厚板から薄板に変化するように必要ノズル圧力が
下降する場合には、第４図に示すように、例えば厚板か
ら薄板の接続部が該当ゾーン１を通過するタイミングＢ
に合わせて、Logic15によって算出される値に基づい
て、上記同様にしてDS18にて設定された開度まで循環ダ
ンパ９を速やかに絞り込み、ノズル圧力を所望の値まで
下げる。そして、タイミングＢより後の制御が安定した
適宜タイミングＣにて循環ダンパ９の開度を徐々に通常
開度に戻す。この時、循環ファン７の回転数は循環ダン
パ９を開くと同時に、該当ゾーン１内のノズル圧力を一
定に保つように、徐々に下がっていく。

このように、本発明に係る方法は、ノズル圧力を急速に
変更する必要のあるストリップ材間の接続部の該当ゾー
ン通過時には、循環ダンパ９の開度をLogic15によって
算出された値から通常開度まで、或は通常開度から算出
された値まで速やかに変更することによって対応し、通
常時は循環ダンパの開度を一定の通常開度に保ち循環フ
ァン７のみによって所望のノズル圧力を保つようにした
ものである。

また、この方法では、ライン速度変更時の対応も同時に
行うことにより、ライン速度変更後のストリップ材温は
ライン速度変更前のストリップ材温と同等に保たれるの
で、操業の自由度が増すとともに、ライン速度変更中
も、常に必要ノズル圧力を計算しながら制御するためス
トリップ材温の変動は最小限に抑えられるようになって
いる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、先行
ストリップ材に対して後行ストリップ材に対する必要ノ
ズル圧力が大きい場合には、先行ストリップ材と後行ス
トリップ材との接続部が処理炉内該当ゾーンに進入する
事前のタイミングにて先行ストリップ材と後行ストリッ
プ材に対する必要ノズル圧力の差だけ圧力変化させるの
に要する量だけ循環ダンパ開度を徐々に絞り込むととも
に、ノズル圧力を一定に保つように循環ファンの回転数
を上昇させた後、上記接続部が該当ゾーンに進入するタ
イミングにて循環ダンパ開度を上記絞り込み前の状態に
速やかに戻す一方、先行ストリップ材に対して後行スト
リップ材に対する必要ノズル圧力が小さい場合には、先
行ストリップ材と後行ストリップ材との接続部が該当ゾ
ーンに進入するタイミングにて循環ダンパを速やかに絞
り込んで、該当ゾーンにおけるノズル圧力を後行ストリ
ップ材に対する必要ノズル圧力に変更させた後、適宜タ
イミングにて循環ダンパ開度を徐々に絞り込み前の状態
に戻すとともに、現状のノズル圧力を一定に保つように
循環ファンの回転数を徐々に下げていくように形成して
ある。

このため、例えば板厚の異なる材料間の接続部が処理炉
内を通過するときのこの接続部前後のストリップ材温規
定範囲外区間を最小限に抑えることができる。また、ノ
ズル圧力制御は最終的には循環ファン回転数の調節によ
って行うため、広い制御範囲と良好な制御性が得られ
る。

さらに、例えば板厚の異なる材料間の接続部が処理炉内
該当ゾーンを通過するときのノズル圧力の変更を循環フ
ァン回転数の変化に依存する場合に比べ循環ファン用の
VVVFコントローラおよび駆動モータの容量が小さくてす
み、また循環ファン自体の強度に対する要求も緩和され
るため、設備を経済的にすることができるとともに、ノ
ズル圧力制御を循環ダンパの開度のみで行う場合に比
べ、消費動力を低減させることができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法を適用した装置の全体構成
図、第２図は循環ダンパ絞り込みロジックの一例を示す
ブロック図、第３図，第４図はノズル圧力変更時のノズ
ル圧力制御のタイムチャートである。 １…該当ゾーン、２…ノズル部、３…ストリップ材、７
…循環ファン、９…循環ダンパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先行ストリップ材に対して後行ストリップ
   材に対する必要ノズル圧力が大きい場合には、先行スト
   リップ材と後行ストリップ材との接続部が処理炉内該当
   ゾーンに進入する事前のタイミングにて先行ストリップ
   材と後行ストリップ材に対する必要ノズル圧力の差だけ
   圧力変化させるのに要する量だけ循環ダンパ開度を徐々
   に絞り込むとともに、ノズル圧力を一定に保つように循
   環ファンの回転数を上昇させた後、上記接続部が該当ゾ
   ーンに進入するタイミングにて循環ダンパ開度を上記絞
   り込み前の状態に速やかに戻す一方、先行ストリップ材
   に対して後行ストリップ材に対する必要ノズル圧力が小
   さい場合には、先行ストリップ材と後行ストリップ材と
   の接続部が該当ゾーンに進入するタイミングにて循環ダ
   ンパを速やかに絞り込んで、該当ゾーンにおけるノズル
   圧力を後行ストリップ材に対する必要ノズル圧力に変更
   させた後、適宜タイミングにて循環ダンパ開度を徐々に
   絞り込み前の状態に戻すとともに、現状のノズル圧力を
   一定に保つように循環ファンの回転数を徐々に下げてい
   くことを特徴とする連続ストリップ処理ラインにおける
   異種板接続部の材温制御方法。