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JP2001062509A - 鋼板の制振装置 - Google Patents

鋼板の制振装置

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JP2001062509A
JP2001062509A JP24234799A JP24234799A JP2001062509A JP 2001062509 A JP2001062509 A JP 2001062509A JP 24234799 A JP24234799 A JP 24234799A JP 24234799 A JP24234799 A JP 24234799A JP 2001062509 A JP2001062509 A JP 2001062509A
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JP
Japan
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sensor
steel plate
distance
electromagnet
sensors
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JP24234799A
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Kazumichi Kato
一路 加藤
Tetsuyuki Kimura
哲行 木村
Kyoji Murakishi
恭次 村岸
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で小型のセンサを用いて、電磁石を大型
化させてしまうことなく、センサどうし、あるいは電磁
石どうしの間隔を広くしても鋼板の振動や走行位置を良
好に制御可能で、かつ、電磁石による磁束変化や温度変
化に対して制振装置の特性の変化が小さく、安定した制
振制御が可能な鋼板の制振装置を提供する。 【解決手段】 鋼板1と交わる方向に磁力を作用させる
電磁石2A、2Bと、電磁石と鋼板との距離を検出する
ためのセンサ3A、3Bと、センサによって検出された
距離に基づいて、電磁石に流す励磁電流を制御する制御
装置4とを有し、センサは、鋼板を挟んで対向する位置
に対になって配置され、各センサと鋼板との距離は、セ
ンサの最大検出可能距離以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄設備の圧延ラ
イン、表面処理ライン等において、その走路面を走行す
る帯板状の鋼板の振動を制振する鋼板の制振装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、特開平5−245523号公報に
開示されているような、走行する鋼板の振動を抑え、走
路面に沿って鋼板を安定して走行させる制振装置が知ら
れている。この制振装置の概略の構成を図7に示す。こ
の制振装置は、帯板状の鋼板110を走行させるべき走
路面111の両側に、この走路面111から所定の間隔
をあけて対称に配置された一対の電磁石112、113
と、一方の電磁石112の内部に組み込まれた非接触式
の位置検出器114と、この位置検出器114が出力す
る信号に基づいて、比例、積分、微分等の信号処理を行
って各電磁石112、113の吸引力を制御する制御器
119とを備えている。
【0003】この制振装置によれば、走路面111を走
行する帯板状の鋼板110の変位を位置検出器114で
検出し、その信号に基づいて制御器119により比例、
積分、微分等の信号処理を行って各電磁石112、11
3の吸引力を制御し、鋼板110の振動を制御する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような制振装置に
おいては、鋼板が位置検出器(センサ)の検出範囲から
外れた場合、制御不能となるため、対向する電磁石どう
しの間隔は、センサの検出距離以内に制限されるという
問題がある。逆に、電磁石どうしの間隔を広くしようと
すると、検出範囲の大きなセンサが必要になるが、この
ようなセンサは一般にセンサヘッドの径が大きいので、
これに伴って電磁石も大型化し、電磁石の吸引力が、鋼
板の広い範囲に対して作用してしまう。ここで、この鋼
板は、薄くて非常に柔軟な鋼板であることが多く、前記
のように電磁石の吸引力が広い面積に対して作用する
と、面内で変形が起こりやすい。すると、センサが検出
する鋼板までの距離と、電磁石の制御力が作用し、変形
した位置での距離とに差異が生じ、制御が不安定になり
やすいという問題がある。
【0005】また、前記センサには、高温や粉塵に対し
て強いという理由から、渦電流式変位センサが使用され
ることが多い。この渦電流式変位センサは、電磁石から
発生する磁束によりオフセット電圧が変化したり、温度
によりゲインが変化したりする。一方、これらの変化の
補正機能を有するセンサは高価である。従って、通常の
安価なセンサを使用する場合には、使用の都度、センサ
が出力する位置信号を補正しなければならないという問
題がある。
【0006】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、安価で小型のセンサを用いて、電磁石を
大型化させてしまうことなく、センサどうし、あるいは
電磁石どうしの間隔を広くしても鋼板の振動や走行位置
を良好に制御可能で、かつ、電磁石による磁束変化や温
度変化に対して制振装置の特性の変化が小さく、安定し
た制振制御が可能な鋼板の制振装置を提供するものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、走行する鋼板の制振を行うため、鋼板と交わる方向
に磁力を作用させる電磁石と、この電磁石と前記鋼板と
の距離を検出するためのセンサと、このセンサによって
検出された距離に基づいて、前記電磁石に流す励磁電流
を制御する制御装置とを有し、前記センサは、前記鋼板
を挟んで対向する位置に対になって配置され、この時、
対向するセンサの間隔から板厚を差し引いた距離が対向
するセンサの最大検出可能距離の和以下であることを特
徴とする鋼板の制振装置である。
【0008】請求項2に記載の発明は、前記電磁石は、
前記鋼板を挟んで対向する位置に対になって配置され、
前記センサは、前記電磁石の中央に配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の鋼板の制振装置である。
【0009】請求項3に記載の発明は、前記制御装置
は、前記対になって配置されたセンサによって検出され
た距離どうしの差をとる差分検出手段を含み、この差分
検出手段が出力する差に基づいて、前記電磁石に流す励
磁電流を制御することを特徴とする請求項1に記載の鋼
板の制振装置である。請求項4に記載の発明は、前記セ
ンサの検出感度の非線形性をアナログ回路もしくはディ
ジタル化処理を行う線形化処理によって線形化すること
を特徴とする請求項1〜3に記載の鋼板の制振装置であ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】まず、本発明の第1実施形態の構
成を図1を参照して説明する。鋼板1は、図の下から上
に向かって走行する。すなわち、この図には、鋼板1を
側面から見た図が示されている。走行する鋼板1の表面
側には電磁石2Aが設けられ、裏面側には電磁石2Bが
設けられている。電磁石2Aと2Bは、鋼板1を挟んで
対向する位置に設けられている。電磁石2A内には、前
記鋼板1までの距離を検出するためのセンサ3Aが設け
られ、電磁石2B内には、やはり前記鋼板1までの距離
を検出するためのセンサ3Bが設けられている。センサ
3Aの検出面は、電磁石2Aの磁極面と同一面上となっ
ており、センサ3Bの検出面は、電磁石2Bの磁極面と
同一面上となっている。すなわち、センサ3Aと3B
も、鋼板1を挟んで対向する位置に設けられている。
【0011】センサ3Aおよび3Bの出力は、コントロ
ーラ4に入力されている。コントローラ4の出力は、パ
ワーアンプ5Aおよび5Bに入力され、パワーアンプ5
Aの出力は、電磁石2Aに入力され、パワーアンプ5B
の出力は、電磁石2Bに入力されている。
【0012】図2は、コントローラ5内の詳細な構成図
である。前記センサ3A、3Bによって検出された鋼板
1の位置を示すセンサ信号が、第1の差分検出手段6a
に入力され、これらの入力の差がとられる。この第1の
差分検出手段6aの出力は、次段の、第2の差分検出手
段6bに入力されている。この第2の差分検出手段6b
には、さらに、位置指令手段7が出力する位置指令値が
入力され、この位置指令値と前記第1の差分検出手段の
出力との差がとられる。
【0013】前記第2の差分検出手段6bの出力は、振
動制御コントローラ8に入力され、この振動制御コント
ローラ8の出力は、電流制御手段9Aおよび9Bに入力
されている。電流制御手段9Aが出力するパワー指令A
は、前記パワーアンプ5Aに入力されており、電流制御
手段9Bが出力するパワー指令Bは、前記パワーアンプ
5Bに入力されている。
【0014】次に、本実施形態の動作を説明する。セン
サ3Aは、このセンサ3Aの検出面と鋼板1の表面との
距離dAを検出し、検出結果をコントローラ4に伝達す
る。同様に、センサ3Bは、このセンサ3Bの検出面と
鋼板1の裏面との距離dBを検出し、検出結果をコント
ローラ4に伝達する。
【0015】コントローラ4は、このコントローラ4が
内蔵する第1の差分検出手段6aによって、前記距離d
Aの検出結果と距離dBの検出結果との差、すなわちセ
ンサ差分値をとる。さらに、第2の差分検出手段6bに
よって、前記センサ差分値と、位置指令手段7が出力す
る位置指令値との差がとられる。この位置指令値は、例
えば、鋼板1の目標位置がセンサ3Aと3Bのちょうど
中間であれば、0とされる。
【0016】センサ差分値と位置指令値との差、すなわ
ち第2の差分検出手段の出力は、振動制御コントローラ
8に入力され、この振動制御コントローラ8は、入力さ
れた差が0になるように、すなわちセンサ差分値が位置
指令値に一致するように、電流制御手段9Aおよび9B
を制御する。
【0017】電流制御手段9Aおよび9Bは、パワー指
令AおよびBによってパワーアンプ5Aおよび5Bを制
御し、パワーアンプ5Aおよび5Bは、電磁石2Aおよ
び2Bに供給する励磁電流IAおよびIBを増減させ
る。例えば、dA<dBであればIA<IBとされ、d
A>dBであればIA>IBとされる。以上の動作によ
り、鋼板1は、常に目標位置に引き戻され、制振が行わ
れる。
【0018】次に、センサ3Aおよび3Bの動作を図3
を参照して詳細に説明する。図3(a)は、センサ3A
単独での動作を示すものである。この図の横軸は、セン
サ3Aの検出面と、この検出面と対向する鋼板1の表面
との距離であり、縦軸は、センサ3Aの出力電圧であ
る。距離と出力電圧とは、距離が近いうちは比例してい
るが、距離が最大検出距離lsを超えると、出力電圧は
飽和し、一定値が出力されるようになる。なお、センサ
3B単独での動作も同様である。
【0019】図3(b)は、センサ3Aと3Bの動作を
組み合わせたものである。横軸は、センサ3Aと鋼板1
との距離、縦軸は、センサ差分値、すなわちセンサ3A
と3Bの出力電圧の差である。ここで、センサ3Aと3
Bとの距離から板厚を差し引いた距離を2lとすると、
l≦ls≦2lであるものとする。
【0020】このようにすれば、センサ3Aと3Bの間
のどの位置に鋼板1があっても、鋼板1の位置検出が可
能である。このとき、センサ3Aと3Bとの距離2l
が、センサの最大検出距離lsより大きくても、鋼板1
の位置を検出可能である。また、センサ3Aと3Bの検
出処理のオーバーラップにより生じる図3(b)のよう
な検出感度の非線形性はアナログ回路もしくはディジタ
ル処理等により線形化することが可能である。
【0021】次に、電磁石が発生する磁束とセンサの出
力電圧との関係について説明する。図4に、本実施形態
における電磁石2A、2Bとセンサ3A、3Bとの位置
関係を示す。すなわち、電磁石2A、2Bの内部にセン
サ3A、3Bが配置されている。このような配置の場合
には、電磁石2A、2Bに流す励磁電流を変化させる
と、電磁石2A、2Bが発生する磁束が変化し、この磁
束の変化の影響で、鋼板1の位置が変化していないにも
関わらず、図5に示すように、センサ3A、3Bの出力
電圧が変化してしまう。
【0022】このとき、センサ3Aと3Bの出力電圧の
差をとれば、電磁石2A、2Bが発生する磁束の影響が
キャンセルされ、出力電圧の差は、ほぼ一定の値とな
る。
【0023】次に、本発明の第2実施形態を図6を参照
して説明する。第2実施形態においては、電磁石2Aが
鋼板1の片側のみに設けられている。従って、この電磁
石2Aを駆動するパワーアンプ5Aもまた、1個設けら
れているのみである。これ以外の構成は、第1実施形態
と同様である。例えば、センサ3A、3Bは、第1実施
形態と同様に、鋼板1の両側に対向して設けられてい
る。この第2実施形態のように、電磁石を1個しか用い
ない場合であっても、本発明の適用は可能である。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、センサを鋼板を挟んで
対向する位置に対にして配置し、センサと鋼板との距離
をセンサの最大検出可能距離以下としたので、対向する
センサどうしの間隔を広くとることができる。また、セ
ンサどうしの間隔を広くしても、検出範囲が広く、大型
のセンサを用いる必要はないので、センサを電磁石の中
央に配置しても、電磁石を大型化させてしまうことがな
い。また、電磁石を鋼板を挟んで対向する位置に対にし
て配置する場合には、対向する電磁石どうしの間隔を広
くとることができる。また、対になって配置されたセン
サによって検出された距離どうしの差をとる差分検出手
段を設けたので、安価なセンサを用いた場合であって
も、電磁石による磁束の変化や温度変化に対して、制振
装置の特性の変化を小さくでき、安定した制振制御が可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態である鋼板の制振装置
の概略構成図。
【図2】 コントローラ4の内部構成図。
【図3】 センサ・鋼板間距離と、センサの出力電圧と
の関係を示すグラフ。
【図4】 電磁石とセンサの位置関係を示す図。
【図5】 電磁石が発生する磁束密度と、センサの出力
電圧との関係を示すグラフ。
【図6】 本発明の第2実施形態である鋼板の制振装置
の概略構成図。
【図7】 従来の鋼板の制振装置の概略構成図。
【符号の説明】
1 鋼板 2A、2B 電磁
石 3A、3B センサ 4 コントローラ
(制御装置) 5A、5B パワーアンプ 6a 第1の差分検出手段(差分検出手段) 6b 第2の差分検出手段 7 位置指令手段 8 振動制御コントローラ 9A、9B 電流
制御手段 110 鋼板 111 走路面 112、113 電磁石 114 位置検出
器 119 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村岸 恭次 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢事業所内 Fターム(参考) 2F063 AA02 BA30 BB03 BB05 BC05 BC09 BD18 CA26 DA01 DA05 DB01 DB04 DD03 GA08 KA05 KA06 LA11 LA23 2F069 AA02 AA06 BB19 BB34 CC06 DD09 DD27 GG04 GG06 GG52 GG58 GG63 HH09 JJ13 JJ25 MM04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行する鋼板の制振を行うため、鋼板と
    交わる方向に磁力を作用させる電磁石と、 この電磁石と前記鋼板との距離を検出するためのセンサ
    と、 このセンサによって検出された距離に基づいて、前記電
    磁石に流す励磁電流を制御する制御装置とを有し、 前記センサは、前記鋼板を挟んで対向する位置に対にな
    って配置され、この時、対向するセンサの間隔から板厚
    を差し引いた距離が対向するセンサの最大検出可能距離
    の和以下であることを特徴とする鋼板の制振装置。
  2. 【請求項2】 前記電磁石は、前記鋼板を挟んで対向す
    る位置に対になって配置され、 前記センサは、前記電磁石の中央に配置されていること
    を特徴とする請求項1に記載の鋼板の制振装置。
  3. 【請求項3】 前記制御装置は、前記対になって配置さ
    れたセンサによって検出された距離どうしの差をとる差
    分検出手段を含み、この差分検出手段が出力する差に基
    づいて、前記電磁石に流す励磁電流を制御することを特
    徴とする請求項1に記載の鋼板の制振装置。
  4. 【請求項4】 前記センサの検出感度の非線形性をアナ
    ログ回路もしくはディジタル化処理を行う線形化処理に
    よって線形化することを特徴とする請求項1〜3に記載
    の鋼板の制振装置。
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