(57)【要約】【課題】  人手を介することなく未然に断紙を防止して操業ロスと歩留まり低下を抑制することができる紙の塗工設備の制御装置を提供する。【解決手段】  紙３の張力に応じて張力補正部１４が出力する張力補正値により主ロール１の周速度を制御する主駆動装置１１と、補ロール２の回転駆動により、紙３に塗工液を付ける紙の塗工設備の制御装置で、制御判定部２５は、張力補正値を検出する張力補正量検出部２４の値と検出設定器２３の張力補正量の限界値とを比較し、張力補正量が限界値以下の場合は主ロール１との負荷分担率の設定により補ロール２を制御し、張力補正値が限界値より大きくなった場合に、制御判別部２５は制御選択部２１に制御切替信号を出力して負荷分担率の制御からドルーピング付速度制御に切り替えるとともに、張力補正値を第２回転数制御部２０に出力して補ロール２の回転速度を補正するものとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ロール及び補ロール、上記主ロールを駆動する主電動機及び上記主電動機を駆動する主駆動装置、上記補ロールを駆動する補電動機及び上記補電動機を駆動する補駆動装置を備えた塗工設備において、紙に張力を加え上記紙を上記主ロールと上記補ロールの間に加圧状態で通過させて上記紙に塗工液を付ける紙の塗工設備の制御装置であり、
上記紙に加える張力、上記主電動機の回転速度、上記補電動機の回転速度及び上記補ロールが上記主ロールに対して分担する負荷を設定し、
上記紙の張力、上記主電動機の回転速度、上記主駆動装置の主回路電流、上記補電動機の回転速度及び上記補駆動装置の主回路電流を検出し、
上記検出された上記紙の張力が上記設定した紙に加える張力に近づくように張力補正値を算出し、
上記設定した主電動機の回転速度と上記検出した主電動機の回転速度のフィードバック信号とに基づいて、上記算出した張力補正値に相当する補正すべき回転速度の大きさで補正した回転速度を上記主駆動装置に出力して上記主電動機の回転速度を制御するとともに、
上記紙と上記主ロールとの間に滑りがない状態の定常制御と上記算出した張力補正値が所定の閾値を超えた異常状態の制御とを切り替える制御切替手段を備え、
上記補駆動装置は、
上記定常制御において、
上記主駆動装置の主回路電流及び補駆動装置の主回路電流の信号により上記補ロールの負荷が上記設定された主ロールに対して分担する負荷に近づくような負荷分担率を演算し、上記設定された補電動機の回転速度と上記検出された補電動機の回転速度のフィードバック信号とに基づき補正された上記補電動機の回転速度と、上記演算した負荷分担率に相当する補正すべき回転速度の大きさとにより補正した回転速度を上記補電動機に出力して上記補電動機の回転速度を制御し、
上記異常状態の制御において、
上記設定された補電動機の回転速度と上記検出された補電動機の回転速度のフィードバック信号とに基づき補正された上記補電動機の回転速度と、上記閾値を超えた張力補正値と、上記補駆動装置の主回路電流とに基づき補正した回転速度を上記補電動機に出力してドルーピング付速度制御を行い、上記紙の速度に上記補ロールの周速度を合わせることを特徴とする紙の塗工設備の制御装置。
【請求項２】
上記異常状態の制御の場合に、アラームを発生し、制御が切り替わったことを知らせるアラーム回路を備えていることを特徴とする請求項１記載の紙の塗工設備の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多品種の特殊紙を塗工加工する操業パターンを必要とする塗工設備の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙の塗工設備には、バッキングロールとブレードを用いた設備やマスターロール（以下、主ロールという）とヘルパーロール（以下、補ロールという）を用いた設備などがある。
【０００３】
紙の塗工設備は、ロールの紙に対する拘束力が変化し、紙のたるみ、紙切れが生じるのを防止するために紙の張力を制御する制御装置を備える。
【０００４】
特許文献１に開示されたバッキングロールとブレードを用いたブレードコータの制御装置では、バッキングロールの周速度と紙の走行速度とからバッキングロールの滑り速度を検出し、検出した滑り速度を用いてバッキングロールの周速度を制御して紙のたるみ、紙切れが生じるのを防止している。
【０００５】
主ロールと補ロールとを用いた塗工装置における制御装置においても、紙の張力を検出し、検出した紙の張力の変化に応じて主ロールの回転速度を制御することによって紙の張力を補正し、紙のたるみ、紙切れが生じるのを防止することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２９９８８６号公報（第３−４頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多品種の特殊紙の塗工加工においては、品種（紙厚、塗工量、塗工速度、操業張力）により様々な操業状態が発生し、操業状態が変わった場合に、操業状態によっては主ロールの回転速度を制御することによって紙の張力を補正しきれない状態が発生する。
【０００８】
そこで、操業員が常に塗工設備の制御状態を監視し、その状態に合わせた状態に制御切り替えをする必要があるが、現実的には事前に予測して適切な対応を講じることが困難なため、操業中に紙の断紙が発生し、操業を一時中断するなどの操業ロスと歩留まり低下が発生するという問題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、操業状態が変化した場合に、その状態変化に対応して適正な制御に自動的に切り替えて、人手を介することなく未然に断紙を防止して操業ロスと歩留まり低下を抑制することができる紙の塗工設備の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る紙の塗工設備の制御装置は、主ロール及び補ロール、上記主ロールを駆動する主電動機及び上記主電動機を駆動する主駆動装置、上記補ロールを駆動する補電動機及び上記補電動機を駆動する補駆動装置を備えた塗工設備において、紙に張力を加え上記紙を上記主ロールと上記補ロールの間に加圧状態で通過させて上記紙に塗工液を付ける紙の塗工設備の制御装置であり、
上記紙に加える張力、上記主電動機の回転速度、上記補電動機の回転速度及び上記補ロールが上記主ロールに対して分担する負荷を設定し、
上記紙の張力、上記主電動機の回転速度、上記主駆動装置の主回路電流、上記補電動機の回転速度及び上記補駆動装置の主回路電流を検出し、
上記検出された上記紙の張力が上記設定した紙に加える張力に近づくように張力補正値を算出し、
上記設定した主電動機の回転速度と上記検出した主電動機の回転速度のフィードバック信号とに基づいて、上記算出した張力補正値に相当する補正すべき回転速度の大きさで補正した回転速度を上記主駆動装置に出力して上記主電動機の回転速度を制御するとともに、
上記紙と上記主ロールとの間に滑りがない状態の定常制御と上記算出した張力補正値が所定の閾値を超えた異常状態の制御とを切り替える制御切替手段を備え、
上記補駆動装置は、
上記定常制御において、
上記主駆動装置の主回路電流及び補駆動装置の主回路電流の信号により上記補ロールの負荷が上記設定された主ロールに対して分担する負荷に近づくような負荷分担率を演算し、上記設定された補電動機の回転速度と上記検出された補電動機の回転速度のフィードバック信号とに基づき補正された上記補電動機の回転速度と、上記演算した負荷分担率に相当する補正すべき回転速度の大きさとにより補正した回転速度を上記補電動機に出力して上記補電動機の回転速度を制御し、
上記異常状態の制御において、
上記設定された補電動機の回転速度と上記検出された補電動機の回転速度のフィードバック信号とに基づき補正された上記補電動機の回転速度と、上記閾値を超えた張力補正値と、上記補駆動装置の主回路電流とに基づき補正した回転速度を上記補電動機に出力してドルーピング付速度制御を行い、上記紙の速度に上記補ロールの周速度を合わせるものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る紙の塗工設備の制御装置によれば、操業状態が変化した場合に、その状態変化に対応して適正な制御に自動的に切り替えて、人手を介することなく未然に断紙を防止して操業ロスと歩留まり低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る紙の塗工設備の構成を示すブロック図である。図１に基づいて、この発明における紙の塗工設備の制御装置を説明する。
【００１３】
図１に示したように、この発明に係る紙の塗工設備の制御装置は、主ロール１及び補ロール２、主ロール１を駆動する主電動機５及び主電動機５を駆動する主駆動装置１１、補ロール２を駆動する補電動機６及び補電動機６を駆動する補駆動装置１２を備えた塗工設備において、紙３を主ロール１と補ロール２の間に加圧状態で通過させて紙３に塗工液を付ける紙の塗工設備の制御装置であり、紙３の張力を設定する張力設定器１３、紙３の張力を検出する張力検出器４、主電動機５の回転速度を設定する第１速度設定器１５、主駆動装置１１の主回路電流を検出する第１電流検出装置９、主電動機５の回転速度を検出する第１速度検出器７、張力検出器４で検出された紙３の張力と張力設定器１３の設定張力が入力され、紙３の張力が設定張力に近づくように張力補正値を出力する張力補正部１４、第１速度設定器１５において設定された回転速度と第１速度検出器７で検出された回転速度のフィードバック信号とに基づいて、張力補正部１４が出力した張力補正値に相当する補正すべき回転速度の大きさで補正した回転速度を主駆動装置１１に出力し主電動機５の回転速度を制御する第１回転数制御部１６を備えている。
【００１４】
また、補電動機６の回転速度を設定する第２速度設定器１９、補駆動装置１２の主回路電流を検出する第２電流検出器１０、補電動機６の回転速度を検出する第２速度検出器８、第２速度検出器８で検出された回転速度のフィードバック信号とに基づき補電動機６の回転速度を制御する第２回転数制御部２０、張力補正部１４が出力した張力補正値を検出する張力補正量検出部２４、紙３の張力が張力設定器１３の設定張力に近づき得る張力補正値の限界値を設定する検出設定器２３を備えている。
【００１５】
また、張力補正量検出部２４が検出した張力補正値と検出設定器２３の設定値とを比較し、張力補正量検出部２４が検出した張力補正値が検出設定器２３の設定値を超えて紙３の補ロール２側との拘束力が強くなったかどうかを判断する制御判定部２５、制御判別部２５の出力を受けて、補ロール２が主ロール１に対して分担する負荷率分担制御と後述のドルーピング付速度制御との間の切替指令を出力する制御選択部２１、制御選択部２１の出力を受けて、負荷率負荷分担率の制御による定常制御またはドルーピング付速度制御による異常時の制御のいずれかの制御に切り替える制御切替器２２を有する制御切替手段を備えている。
【００１６】
また、補ロール２が主ロール１に対して分担する負荷を設定する負荷設定器１７、定常制御時に第１電流検出器９及び第２電流検出器１０からの信号により補ロール２の負荷が負荷設定器１７で設定された負荷設定値に近づくような負荷分担率を演算し制御切替器２２を介して補駆動装置１２に出力する負荷率基準演算回路１８を備えている。
【００１７】
ここで、ドルーピング付速度制御は、速度検出器８のフィードバック信号により第２回転数制御部２０で補正された回転速度を補電動機６の負荷状態（電流検出装置１０の信号）に応じて補正して補電動機６の回転を制御するものである。
【００１８】
また、紙３の補ロール２側との拘束力が強くなって制御判定部２５で制御切替信号が出力された場合に制御切替信号の出力によりアラームを発生し、制御が切り替わったことを知らせるアラーム回路２６を備えている。
【００１９】
以下に、上記構成の紙の塗工設備の動作を説明する。
操業中の紙３の張力は張力検出器４により検出され、張力検出器４により検出された張力信号と張力設定器１３からの設定値が張力補正部１４に入力され、張力補正部１４は内部において紙３の張力が張力設定器１３の設定値に近づくように張力補正値を算出して第１回転数制御部１６に出力し、第１速度設定器１５において設定された回転速度と第１速度検出器７で検出された回転速度のフィードバック信号とに基づいて、第１回転数制御部１６は張力補正部１４から出力された張力補正値に相当した補正すべき回転速度の大きさで補正した回転速度を主駆動装置１１に対して出力して、常に紙３の張力が張力設定器１３で設定された最適操業を行うための張力になるように張力フィードバック制御されている。
【００２０】
補ロール２が開放状態（紙３を加圧していない状態）の場合があるが、開放状態においては、第２速度設定器１９で設定された設定速度と速度検出器８からの速度フィードバック信号により、第２速度設定器１９で設定された設定速度近くで回転するように第２回転数制御部２０から制御切替器２２を経由して補駆動装置１２に速度基準信号が出力され、補電動機６はドルーピング付速度制御される。
【００２１】
補ロール２が加圧状態にあり、紙３と主ロール１及び補ロール２との間にすべりが発生しない通常の操業状態の制御（定常制御）においては、主駆動装置１１の主回路電流を検出する電流検出装置９からの信号と補駆動装置１２の主回路電流を検出する電流検出装置１０からの信号により負荷設定器１７で決められた負荷設定値に近づくように負荷率基準演算回路１８で演算された負荷分担率が制御切替器２２を経由して補駆動装置１２に出力され、補駆動装置１２は演算された負荷分担率に基づき第２回転数制御部２０で補正された回転速度を補正して補電動機６に出力する負荷分担制御を行う。
【００２２】
通常の操業状態（定常制御）では紙３と主ロール１及び補ロール２との間に滑りが発生しないので上述のような負荷分担制御で問題なく操業が継続されるが、品種が変わって（紙厚、塗工量、塗工速度、操業張力等の変更）紙３と主ロール１との間に滑りが発生して紙３との拘束力が補ロール２に掛かる状態が発生し、張力補正部１４の張力補正により主ロール１の回転数を制御しても紙３の張力が張力設定器１３の設定値に近づかなくなった場合、紙３の張りや弛みが発生して最終的に断紙する。このような異常状態の場合、張力補正部１４からは大きな張力補正量が出力されている。
【００２３】
異常状態の場合、張力補正量検出部２４は、張力補正部１４から大きな張力補正量が出力されていることを検出し、制御判別部２５は、この検出した大きな張力補正量と検出設定器２３の設定値（閾値）とから紙３が補ロール２側との拘束力が強くなったことを判断して制御選択部２１に制御切替信号を出力して補ロール２の負荷分担制御をドルーピング付速度制御に切り替えるとともに、張力補正部１４からの張力補正量を補ロール２側の第２回転制御部２０にも出力するようにして制御切替器２２を介して補駆動装置１２に入力する。補駆動装置１２は、第２回転数制御部２０で補正された回転速度を検出設定器２３の設定値を超えた張力補正値と電流検出装置１０で検出した電流値とに基づき補正して補電動機６に出力し、紙３の速度に補ロール２の周速度を合わせるドルーピング付速度制御を行う。
【００２４】
また、制御判別部２５で制御切替信号が出力されると同時にアラーム回路２６にも制御切替信号が出力され、制御が切り替えられたことがアラームによって操業員に知らされ、操業員は制御が自動的に切り替わった後も安定操業が継続されていることを確認することができる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、操業状態が変化した場合に、その状態変化に対応して適正な制御に自動的に切り替えて、人手を介することなく未然に断紙を防止して操業ロスと歩留まり低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明に係る紙の塗工設備の制御装置は、多品種の特殊紙を塗工加工する操業パターンを必要とする塗工設備の制御装置として有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係る紙の塗工設備の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  主ロール、２  補ロール、３  紙、４  張力検出器、５  主電動機、
６  補電動機、７，８  速度検出器、９，１０  電流検出装置、１１  主駆動装置、
１２  補駆動装置、１３  張力設定器、１４  張力補正部、１５  第１速度設定器、
１６  第１回転数制御部、１７  負荷設定器、１８  負荷率基準演算回路、
１９  第２速度設定器、２０  第２回転数制御部、２１  制御選択部、
２２  制御切替器、２３  検出設定器、２４  張力補正量検出部、２５  制御判別部、
２６  アラーム回路。
【図１】
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