JP4154804B2

JP4154804B2 - Steel plate damping device

Info

Publication number: JP4154804B2
Application number: JP14729899A
Authority: JP
Inventors: 哲行木村; 恭次村岸; 一路加藤
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2019-05-26
Also published as: JP2000334512A

Description

【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、図１４に示すような、走行する鋼板１を挟んで、この鋼板１の表面側と裏面側とに対向配置された電磁石２Ａ、２Ｂによって、走行中の鋼板１の振動を抑制する制振装置があった。
【０００３】
このような制振装置においては、例えば、電磁石２Ａ、２Ｂ内に、電磁石２Ａ、２Ｂの磁極面から鋼板１までの距離を検出するためのセンサ３Ａ、３Ｂが設けられていて、これらのセンサ３Ａ、３Ｂが検出する距離に基づいて、電磁石２Ａ、２Ｂに流す励磁電流が制御され、その結果、電磁石２Ａ、２Ｂの吸引力が制御され、走行する鋼板１の振動が低減される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような制振装置において、鋼板の種類や走行速度によっては、鋼板が反ることによって、鋼板のパスラインが、鋼板の両面に設けられた電磁石対のどちらかに偏る場合がある。この状態で電磁石の制御を開始すると、制振装置は、鋼板の反りを矯正しようとして、鋼板から離れている方の電磁石に電流を多く流そうとする。しかし、鋼板が厚い場合等には、きわめて大きな吸引力が必要とされるから、鋼板から離れている方の電磁石には、この大きな吸引力を定常的に発生させるべく、大電流を供給する必要がある。このとき、電磁石を駆動するアンプの容量不足等により、電磁石の励磁電流が飽和し、制振が効かなくなる場合がある。
【０００５】
また、制振装置による制御を開始あるいは終了する際に、制振装置を単純にＯＮ、ＯＦＦすると、電磁石の励磁電流が急激に変化し、場合によっては鋼板がハンチングを起こし、鋼板と電磁石の磁極面とが衝突し、鋼板を傷つけてしまう可能性がある。
【０００６】
また、制御を開始する際に、鋼板の振動が大きく、適正なギャップまで電磁石を近づけられない場合には、制御を開始した後に、制御を行いながら電磁石を鋼板に近づけることが考えられる。しかし、ギャップが広く、鋼板が、この鋼板の位置を検出するためのセンサの検出範囲外にあり、このセンサが鋼板の位置を検出できないとき、鋼板が発振する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、制振が効かなくなったり、鋼板が発振することがなく、安定した制振が可能な制振装置を提供するものである。
【０００８】
【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、前記鋼板の表面側及び裏面側において前記鋼板の幅方向にそれぞれ複数配列され、前記鋼板と交わる方向に磁力を作用させる電磁石と、前記電磁石と前記鋼板との距離を検知するためのセンサと、このセンサによって検知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、前記電磁石と鋼板との距離を調整するためのアクチュエータとを有し、前記アクチュエータは、前記電磁石と鋼板とが特定の位置関係となったことを条件として、前記電磁石を前記鋼板の厚さ方向に複数同時に移動させ、前記電磁石と鋼板との距離を調整することを特徴とする鋼板の制振装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記アクチュエータは、前記電磁石と鋼板との距離が所定値より大きくなったことを条件として、前記電磁石を鋼板に近づけ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。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記センサによって検知された距離のデータから低周波成分または直流成分を抽出するローパス手段をさらに有し、前記アクチュエータは、前記ローパス手段が抽出した低周波成分または直流成分を相殺する方向に前記電磁石を動かす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。
【００１１】
請求項４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ており、前記アクチュエータは、前記対になった電磁石の相互の距離を変えずに、電磁石と鋼板との距離を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼板の制振装置である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記制御装置は、電磁石に流す励磁電流の制御を開始あるいは終了する際に、電磁石に流す定常電流をランプ関数的に増減させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼板の制振装置である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記制御装置は、電磁石に流す励磁電流の制御を開始あるいは終了する際に、電磁石に流す励磁電流の制御に用いるＰＩＤゲインをランプ関数的に増減させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の鋼板の制振装置である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記制御装置は、電磁石に流す励磁電流を制御するための積分手段を有し、電磁石に流す励磁電流の制御を開始する際に、この積分手段における積分値をリセットすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の鋼板の制振装置である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、前記制御装置は、電磁石に流す励磁電流の制御を開始あるいは終了する際に、前記アクチュエータによって、前記電磁石と鋼板との距離を調整させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の鋼板の制振装置である。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、前記アクチュエータは、電磁石を鋼板の幅方向に移動させることができることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の鋼板の制振装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の構成を図１に示す。鋼板１は、図の下から上に向かって走行する。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。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。電磁石２Ａは、電磁石移動アクチュエータ４Ａに載せられ、電磁石２Ｂは、電磁石移動アクチュエータ４Ｂに載せられていて、それぞれの電磁石から鋼板１までの距離を調整することが可能となっている。
【００１８】
センサ３Ａおよび３Ｂの出力は、コントローラ５に入力されている。コントローラ５には、シーケンサ１０の出力も入力されている。コントローラ５の出力は、アンプ６Ａおよび６Ｂに入力され、アンプ６Ａの出力は、電磁石２Ａに入力され、アンプ６Ｂの出力は、電磁石２Ｂに入力されている。
【００１９】
さらに、コントローラ５の出力は、ローパス回路７Ａおよび７Ｂに入力され、これらの回路の出力は、比較器８に入力されている。比較器８の出力は、上位コントローラ９に入力され、上位コントローラ９の出力は、電磁石移動アクチュエータ４Ａおよび４Ｂに入力されている。
【００２０】
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ｄ_Aを検出し、検出結果をコントローラ５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ｄ_Bを検出し、検出結果をコントローラ５に伝達する。コントローラ５は、これらの距離情報に基づいて、アンプ６Ａおよび６Ｂを制御するための制御信号を出力する。
【００２１】
アンプ６Ａは、電磁石２Ａに励磁電流Ｉ_Aを供給し、アンプ６Ｂは、電磁石２Ｂに励磁電流Ｉ_Bを供給する。このとき、コントローラ５は、ｄ_A＜ｄ_BであればＩ_A＜Ｉ_Bとなり、ｄ_A＞ｄ_BであればＩ_A＞Ｉ_Bとなるようにアンプ６Ａおよび６Ｂを制御する。このような制御によって、鋼板１は、常に、電磁石２Ａと２Ｂの磁極面の中間位置に引き戻される。
【００２２】
コントローラ５は、アンプ６Ａおよび６Ｂを制御するための制御信号と同一の制御信号を、それぞれローパス回路７Ａおよび７Ｂに出力する。ローパス回路７Ａおよび７Ｂは、入力された制御信号の低周波成分のみを通過させる。これらの低周波成分が比較器８で比較され、比較結果が上位コントローラ９に伝達される。上位コントローラ９は、前記比較結果に基づいて、電磁石移動アクチュエータ４Ａおよび４Ｂを駆動し、電磁石２Ａおよび２Ｂを移動させる。
【００２３】
このような動作によって、鋼板１が、常に、電磁石２Ａあるいは２Ｂのどちらかに近い位置を走行した場合に、電磁石２Ａあるいは２Ｂが、電磁石移動アクチュエータ４Ａあるいは４Ｂによって移動させられ、相対的に、鋼板１が、電磁石２Ａおよび２Ｂの磁極面の中間位置にくるように制御される。
【００２４】
電磁石の移動方法は、Ａ側、Ｂ側それぞれ独立に移動させる方法と、Ａ側およびＢ側を同時に並行移動させる方法とが考えられる。
【００２５】
また、図２のように、鋼板１の幅方向に電磁石が並べて取り付けられている場合には、これらの電磁石を同時に移動させる。
【００２６】
以上により、制振装置がＯＦＦの状態で、図３の▲１▼のように、鋼板１がＢ側に寄っていた場合に、制振装置をＯＮし、鋼板１の位置制御を開始すると、図３の▲２▼のように、電磁石２Ａおよび２Ｂの作用により、鋼板１を中央にもっていこうとする力が働く。しかし、鋼板１の板厚が厚い場合等で、電磁石２Ａの吸引力が足りないと、電磁石２Ａに多量の励磁電流が流れ、電磁石２Ｂにはほとんど電流が流れなくなり、制振が働かなくなる。
【００２７】
このとき、図３の▲３▼のように、電磁石移動アクチュエータ４Ａが動作して、電磁石２Ａを鋼板１に近づけると、電磁石２Ａの吸引力が増加し、安定した制振が復活する。
また、電磁石２Ａおよび２Ｂを同時に、電磁石２Ａと２Ｂの間隔を変えずに、図の左方向に平行移動させても、同様の効果が得られる。この場合、１個の電磁石移動アクチュエータで電磁石２Ａおよび２Ｂを移動させるように構成し、構成を簡単にすることもできる。
【００２８】
次に、本実施形態の電気的制御について説明する。図４は、本実施形態の電気系制御ループの構成のみを抜き出したものである。
【００２９】
図５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と、位置指令手段１１からの出力とが、差分検出手段１２に入力され、この差分検出手段１２の出力は、ＰＩＤ制御手段１３に入力されている。ＰＩＤ制御手段１３には、さらに、シーケンサ１０が出力するゲイン指令信号および積分リセット信号が入力されている。
【００３０】
ＰＩＤ制御手段１３の出力は、加算手段１４Ａおよび１４Ｂに入力されている。加算手段１４Ａおよび１４Ｂには、シーケンサ１０が出力する定常電流指令信号も入力されている。加算手段１４Ａの出力は、電流制御手段１５Ａに入力され、加算手段１４Ｂの出力は、電流制御手段１５Ｂに入力されている。電流制御手段１５Ａの出力は、前記アンプ６Ａに入力され、電流制御手段１５Ｂの出力は、前記アンプ６Ｂに入力されている。
【００３１】
次に、コントローラ５内の動作を説明する。鋼板１の位置を示すセンサ信号と、位置指令手段１１が出力する位置指令信号との差分が、差分検出手段１２で算出され、算出された差分値が、ＰＩＤ制御手段１３に送られる。ＰＩＤ制御手段１３は、入力された差分値に応じた制御信号を出力する。この制御信号と、シーケンサ１０が出力する定常電流指令信号とが、加算手段１４Ａおよび１４Ｂで加算される。これらの加算値が、それぞれ電流制御手段１５Ａおよび１５Ｂに入力され、電流制御手段１５Ａおよび１５Ｂは、入力された加算値に応じたパワー指令信号をアンプ６Ａおよび６Ｂに送る。
【００３２】
シーケンサ１０は、制振装置の起動時に、電磁石２Ａおよび２Ｂに流す定常電流が、図６に示すように、ランプ関数的に立ち上がるような定常電流指令信号を出力する。このとき、電磁石２Ａおよび２Ｂの定常電流は、同時に立ち上げられる。また、制振装置の停止時も同様に、Ａ側とＢ側とが同時に、ランプ関数的に立ち下げられる。
【００３３】
次に、前記ＰＩＤ制御手段１３内部の詳細な構成を図７を参照して説明する。前記差分検出手段１２が出力する差分値と、シーケンサ１０が出力するゲイン指令信号とが、ゲイン決定手段１６に入力され、このゲイン決定手段１６の出力は、比例制御手段１７、積分制御手段１８、微分制御手段１９に入力されている。積分制御手段１８には、前記シーケンサ１０が出力する積分リセット信号が入力されている。比例制御手段１７、積分制御手段１８、微分制御手段１９の出力は、加算手段２０に入力され、この加算手段２０の出力は、前記加算手段１４Ａおよび１４Ｂに入力されている。
【００３４】
次に、ＰＩＤ制御手段１３内部の動作を説明する。前記定常電流と同様に、図８に示すように、制振装置のＯＮ、ＯＦＦ時に、ＰＩＤ制御手段１３におけるゲインＫがランプ関数的に変化させられるようなゲイン指令信号が、シーケンサ１０からゲイン決定手段１６に送られる。このゲイン決定手段１６で決定されたゲインによって、前記比例制御手段１７、積分制御手段１８、微分制御手段１９は電磁石の励磁電流の制御を行う。
【００３５】
次に、前記積分制御手段１８内部の詳細な構成を図９を参照して説明する。前記積分制御手段１８は、図９に示す積分アナログ回路を有する。この積分アナログ回路は、アンプ２１、抵抗２２、コンデンサ２３、このコンデンサ２３の両端に接続されたスイッチ２４を有する。
【００３６】
次に、積分制御手段１８内部の動作を説明する。スイッチ２４は、前記シーケンサ１０から送られる積分リセット信号によってＯＮ、ＯＦＦされる。すなわち、スイッチ２４は、通常はＯＦＦしているが、積分リセット信号が送られてくるとＯＮし、コンデンサ２３の両端を短絡し、積分回路をリセットする。
【００３７】
制振装置の起動時に、シーケンサ１０から積分リセット信号が送られ、スイッチ２４がＯＮされ、積分回路がリセットされる。また、前記ゲイン、定常電流が適正値に達したところで、再び積分リセット信号が送られ、積分回路がリセットされる。
【００３８】
以上のように、制御を開始あるいは停止する際に、ゲイン、定常電流をランプ関数的に変化させる、あるいは、積分回路の積分値をリセットすることによって、電磁石の励磁電流が急激に変化することを防止し、例えば、図１０（ａ）に示すような、制御起動時の鋼板のハンチングをなくし、図１０（ｂ）に示すような安定した起動を可能にする。
【００３９】
次に、電磁石を鋼板に近づけながら電気的制御を起動させる動作を説明する。制振装置の起動時に、電磁石を、既定の初期位置から適正ギャップ位置まで移動させるが、この移動時間に応じて、ソフトスタートの時定数、具体的には定常電流、ゲインをランプ関数的に増加させる際の増加率（傾き）を設定する。
【００４０】
図１１は、制振装置の構成から、上記の動作に用いられる構成のみを抜き出した概略構成図である。コントローラ５が発する駆動指令信号によって、電磁石移動アクチュエータ４Ａおよび４Ｂが動作し、電磁石２Ａおよび２Ｂを鋼板１に近づける。これと同時に、コントローラ５は、アンプ６Ａ、６Ｂを介して電磁石３Ａ、３Ｂに供給する励磁電流のうちの定常電流、および電磁石２Ａ、２Ｂに供給する励磁電流を制御する際のゲインを徐々に増加させる。
【００４１】
制振装置を起動させると、対向する電磁石２Ａ、２Ｂが、電磁石移動アクチュエータ４Ａ、４Ｂによって同時に鋼板１に近づく方向に移動させられ、図１２（ａ）に示すように、電磁石間が既定の間隔Ｘになったところで、前記ゲインおよび定常電流のソフトスタートが開始され、図１２（ｂ）に示すように、電磁石間が適正ギャップに達した時点で、ソフトスタート動作が終了し、制振装置は定常状態に移行する。
【００４２】
なお、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、あらかじめ、電磁石間が適正ギャップに達した時点でゲインおよび定常電流が適正値になるように、ソフトスタートの時定数、すなわち図１３（ｂ）の傾きが設定される。
制振装置を停止させる場合も同様に、ソフトストップさせながら、電磁石を鋼板から引き離す。
【００４３】
なお、上記実施形態の構成の、例えば積分回路は、アナログ回路を用いているが、これをデジタル回路あるいはソフトウェアで実現することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼板からの距離が定常的に遠く、電流の定常成分の大きい方の電磁石を鋼板に近づけるので、この電磁石の定常電流を減らし、この電磁石の負担を軽くすることができ、安定した制振が可能になる。
【００４５】
また、電磁石と鋼板との距離が所定値より大きくなったことを条件として、電磁石を鋼板に近づけると、電磁石の定常電流を減らし、この電磁石の負担を軽くすることができ、安定した制振が可能になる。
また、ローパス手段が抽出した低周波成分または直流成分を相殺する方向に電磁石を動かすと、電磁石の定常電流を減らし、この電磁石の負担を軽くすることができ、安定した制振が可能になる。
【００４６】
また、対になった電磁石の相互の距離を変えずに、電磁石と鋼板との距離を調整すると、適正な電磁石間距離を変えずに、電磁石の定常電流を減らし、この電磁石の負担を軽くすることができ、安定した制振が可能になる。
【００４７】
また、制御のＯＮ、ＯＦＦ時に、ゲイン、定常電流をランプ関数的に変化させることによって、急激な励磁電流の変化をなくし、鋼板のハンチングを防止することができる。
また、制御のＯＮ、ＯＦＦ時に、積分手段における積分値をリセットすることによって、積分における、定常位置からの偏差の値を０にすることができるので、急激な励磁電流の変化をなくし、鋼板のハンチングを防止することができる。
【００４８】
また、電気的な制御をソフトスタートさせながら、電磁石を鋼板に近づけることによって、スムーズな制振動作の起動ができ、また、電気的な制御をソフトストップさせながら、電磁石を鋼板から遠ざけることによって、スムーズな制振動作の停止ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である制振装置の概略構成図。
【図２】電磁石対が複数設けられた例を示す図。
【図３】本発明の一実施形態である制振装置の動作を説明するための図。
【図４】制振装置の電気的制御ループを示す図。
【図５】コントローラの内部構成図。
【図６】定常電流の変化を示す図。
【図７】ＰＩＤ制御手段の内部構成図。
【図８】ゲインの変化を示す図。
【図９】積分制御手段内の積分アナログ回路の構成図。
【図１０】鋼板のハンチングを説明するための図。
【図１１】機械的制御と電気的制御に用いられる構成を示す図。
【図１２】ソフトスタートにおける電磁石の位置を示す図。
【図１３】ソフトスタートにおけるゲイン、定常電流の変化を示す図。
【図１４】従来の制振装置の構成図。
【符号の説明】
１鋼板２Ａ、２Ｂ電磁石
３Ａ、３Ｂセンサ
４Ａ、４Ｂ電磁石移動アクチュエータ（アクチュエータ）
５コントローラ（制御装置）
６Ａ、６Ｂアンプ
７Ａ、７Ｂローパス回路８比較器
９上位コントローラ１０シーケンサ
１１位置指令手段１２差分検出手段
１３ＰＩＤ制御手段１４Ａ、１４Ｂ加算手段
１５Ａ、１５Ｂ電流制御手段
１６ゲイン決定手段１７比例制御手段
１８積分制御手段１９微分制御手段
２０加算手段２１アンプ
２２抵抗２３コンデンサ
２４スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel plate damping device for damping vibrations of a strip-like steel plate that travels on a road surface in a rolling line, a surface treatment line, and the like of an iron manufacturing facility.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 14, vibration suppression of the traveling steel plate 1 is suppressed by the electromagnets 2 A and 2 B arranged opposite to the front surface side and the back surface side of the steel plate 1 across the traveling steel plate 1. There was a device.
[0003]
In such a vibration damping device, for example, sensors 3A and 3B for detecting the distance from the magnetic pole surfaces of the electromagnets 2A and 2B to the steel plate 1 are provided in the electromagnets 2A and 2B. Based on the distance detected by 3B, the excitation current flowing through the electromagnets 2A and 2B is controlled. As a result, the attractive force of the electromagnets 2A and 2B is controlled, and the vibration of the traveling steel sheet 1 is reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the vibration damping device as described above, depending on the type and traveling speed of the steel plate, the steel plate may be warped, so that the pass line of the steel plate may be biased to one of the electromagnet pairs provided on both surfaces of the steel plate. When control of the electromagnet is started in this state, the vibration damping device tries to correct the warpage of the steel plate, and tries to flow a large amount of current to the electromagnet farther from the steel plate. However, when the steel plate is thick, etc., a very large attractive force is required. Therefore, it is necessary to supply a large current to the electromagnet far from the steel plate in order to generate this large attractive force constantly. There is. At this time, the excitation current of the electromagnet is saturated due to insufficient capacity of the amplifier that drives the electromagnet, and vibration suppression may not be effective.
[0005]
In addition, when starting or ending control by the vibration control device, simply turning the vibration control device on and off causes the exciting current of the electromagnet to change abruptly. In some cases, the steel plate hunts, and the magnetic poles of the steel plate and the electromagnet The surface may collide and damage the steel plate.
[0006]
Further, when the control is started, if the vibration of the steel plate is large and the electromagnet cannot be brought close to an appropriate gap, it is conceivable that after starting the control, the electromagnet is brought close to the steel plate while performing the control. However, when the gap is wide and the steel plate is outside the detection range of the sensor for detecting the position of the steel plate, and this sensor cannot detect the position of the steel plate, the steel plate may oscillate.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a vibration damping device capable of stable vibration damping without the effect of vibration damping or the oscillation of a steel plate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an electromagnet that is arranged in the width direction of the steel plate on the front surface side and the back surface side of the steel plate, and applies a magnetic force in the direction intersecting with the steel plate in order to perform vibration damping of the traveling steel plate. When a sensor for detecting the distance between the said electromagnet steel sheet, based on the distance detected by the sensor, and a control device for controlling the excitation current supplied to the electromagnet, the distance between the electromagnet and the steel sheet An actuator for adjusting, and the actuator moves a plurality of the electromagnets simultaneously in the thickness direction of the steel plate on the condition that the electromagnet and the steel plate have a specific positional relationship, A vibration damping device for a steel plate, characterized by adjusting a distance from the steel plate.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that the actuator brings the electromagnet closer to the steel plate on the condition that the distance between the electromagnet and the steel plate is larger than a predetermined value. This is a vibration damping device.
[0010]
The invention according to claim 3 further includes low-pass means for extracting a low-frequency component or a direct-current component from distance data detected by the sensor, and the actuator includes the low-frequency component or direct-current extracted by the low-pass means. The steel plate vibration damping device according to claim 1, wherein the electromagnet is moved in a direction to cancel the components.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the electromagnets are arranged in pairs at positions facing each other with the steel plate interposed therebetween, and the actuator does not change the mutual distance between the paired electromagnets. The steel plate vibration damping device according to any one of claims 1 to 3, wherein a distance between the electromagnet and the steel plate is adjusted.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, the control device increases or decreases the steady current flowing through the electromagnet in a ramp function when starting or ending control of the excitation current flowing through the electromagnet. 4. A steel plate vibration damping device according to claim 4.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, the control device increases or decreases the PID gain used for controlling the excitation current flowing through the electromagnet in a ramp function when starting or ending the control of the excitation current flowing through the electromagnet. A steel plate vibration damping device according to any one of claims 1 to 5.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, the control device includes an integration unit for controlling the excitation current that flows through the electromagnet, and when the control of the excitation current that flows through the electromagnet is started, the integral value in the integration unit is determined. The steel plate vibration damping device according to any one of claims 1 to 6, wherein the vibration damping device is reset.
[0015]
The invention according to claim 8 is characterized in that the control device causes the actuator to adjust the distance between the electromagnet and the steel plate when starting or ending control of the excitation current flowing through the electromagnet. A steel plate vibration damping device according to any one of 1 to 7.
[0016]
The invention according to claim 9 is the steel plate vibration damping device according to any one of claims 1 to 8, wherein the actuator is capable of moving an electromagnet in a width direction of the steel plate.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration of one embodiment of the present invention is shown in FIG. The steel plate 1 travels from the bottom to the top of the figure. The figure which looked at the steel plate 1 from the side is shown by this figure. An electromagnet 2A is provided on the front surface side of the traveling steel plate 1, and an electromagnet 2B is provided on the back surface side. The electromagnets 2A and 2B are provided at positions facing each other with the steel plate 1 interposed therebetween. A sensor 3A for detecting the distance to the steel plate 1 is provided in the electromagnet 2A, and a sensor 3B for detecting the distance is also provided in the electromagnet 2B. The detection surface of the sensor 3A is flush with the magnetic pole surface of the electromagnet 2A, and the detection surface of the sensor 3B is flush with the magnetic pole surface of the electromagnet 2B. The sensors 3A and 3B are also provided at positions facing each other with the steel plate 1 interposed therebetween. The electromagnet 2A is mounted on the electromagnet movement actuator 4A, and the electromagnet 2B is mounted on the electromagnet movement actuator 4B, and the distance from each electromagnet to the steel plate 1 can be adjusted.
[0018]
The outputs of the sensors 3A and 3B are input to the controller 5. The controller 5 also receives the output of the sequencer 10. The output of the controller 5 is input to the amplifiers 6A and 6B, the output of the amplifier 6A is input to the electromagnet 2A, and the output of the amplifier 6B is input to the electromagnet 2B.
[0019]
Further, the output of the controller 5 is input to the low-pass circuits 7A and 7B, and the output of these circuits is input to the comparator 8. The output of the comparator 8 is input to the host controller 9, and the output of the host controller 9 is input to the electromagnet movement actuators 4A and 4B.
[0020]
Next, the operation of this embodiment will be described. The sensor 3 _A detects a distance d _A between the detection surface of the sensor 3 _A and the surface of the steel plate 1 and transmits the detection result to the controller 5. Similarly, the sensor 3 _B detects a distance dB between the detection surface of the sensor 3 _B and the back surface of the steel plate 1, and transmits the detection result to the controller 5. The controller 5 outputs a control signal for controlling the amplifiers 6A and 6B based on the distance information.
[0021]
The amplifier 6A supplies the exciting current I _A to the electromagnet 2A, and the amplifier 6B supplies the exciting current I _B to the electromagnet 2B. At this time, the controller 5 controls the amplifiers 6A and 6B so that I _A I _B if d _A > d _B. By such control, the steel plate 1 is always pulled back to an intermediate position between the magnetic pole surfaces of the electromagnets 2A and 2B.
[0022]
The controller 5 outputs the same control signal as the control signal for controlling the amplifiers 6A and 6B to the low-pass circuits 7A and 7B, respectively. The low-pass circuits 7A and 7B pass only the low-frequency component of the input control signal. These low frequency components are compared by the comparator 8, and the comparison result is transmitted to the host controller 9. Based on the comparison result, the host controller 9 drives the electromagnet movement actuators 4A and 4B to move the electromagnets 2A and 2B.
[0023]
By such an operation, when the steel plate 1 always travels in a position close to either the electromagnet 2A or 2B, the electromagnet 2A or 2B is moved by the electromagnet movement actuator 4A or 4B, and the steel plate 1 is relatively moved. 1 is controlled to be at an intermediate position between the magnetic pole surfaces of the electromagnets 2A and 2B.
[0024]
As a method of moving the electromagnet, a method of independently moving each of the A side and the B side and a method of moving the A side and the B side simultaneously in parallel can be considered.
[0025]
Moreover, as shown in FIG. 2, when the electromagnets are mounted side by side in the width direction of the steel plate 1, these electromagnets are moved simultaneously.
[0026]
By the above, when the steel plate 1 is close to the B side as shown in (1) in FIG. 3 in a state where the vibration control device is OFF, the vibration control device is turned ON and the position control of the steel plate 1 is started. As indicated by (2) in FIG. 3, the action of the electromagnets 2A and 2B causes a force to bring the steel plate 1 to the center. However, if the steel plate 1 is thick, etc., and if the attractive force of the electromagnet 2A is insufficient, a large amount of exciting current flows through the electromagnet 2A, almost no current flows through the electromagnet 2B, and vibration suppression does not work.
[0027]
At this time, when the electromagnet moving actuator 4A is operated and the electromagnet 2A is brought close to the steel plate 1 as indicated by (3) in FIG. 3, the attractive force of the electromagnet 2A is increased, and stable damping is restored.
Further, the same effect can be obtained even when the electromagnets 2A and 2B are simultaneously translated in the left direction in the figure without changing the distance between the electromagnets 2A and 2B. In this case, the electromagnets 2A and 2B can be moved by one electromagnet movement actuator, and the configuration can be simplified.
[0028]
Next, the electrical control of this embodiment will be described. FIG. 4 shows only the configuration of the electric system control loop of the present embodiment.
[0029]
FIG. 5 is a detailed configuration diagram in the controller 5. The sensor signal indicating the position of the steel plate 1 detected by the sensors 3A and 3B and the output from the position command means 11 are input to the difference detection means 12, and the output of the difference detection means 12 is the PID control means. 13 is input. The PID control means 13 further receives a gain command signal and an integration reset signal output from the sequencer 10.
[0030]
The output of the PID control means 13 is input to the adding means 14A and 14B. A steady current command signal output from the sequencer 10 is also input to the adding means 14A and 14B. The output of the adding means 14A is input to the current control means 15A, and the output of the adding means 14B is input to the current control means 15B. The output of the current control means 15A is input to the amplifier 6A, and the output of the current control means 15B is input to the amplifier 6B.
[0031]
Next, the operation in the controller 5 will be described. The difference between the sensor signal indicating the position of the steel plate 1 and the position command signal output by the position command means 11 is calculated by the difference detection means 12, and the calculated difference value is sent to the PID control means 13. The PID control means 13 outputs a control signal corresponding to the input difference value. This control signal and the steady current command signal output from the sequencer 10 are added by the adding means 14A and 14B. These added values are input to the current control means 15A and 15B, respectively, and the current control means 15A and 15B send power command signals corresponding to the input added values to the amplifiers 6A and 6B.
[0032]
The sequencer 10 outputs a steady current command signal such that the steady current flowing in the electromagnets 2A and 2B rises in a ramp function as shown in FIG. 6 when the vibration damping device is activated. At this time, the steady currents of the electromagnets 2A and 2B are simultaneously started up. Similarly, when the vibration damping device is stopped, the A side and the B side are simultaneously ramped down in a ramp function.
[0033]
Next, a detailed configuration inside the PID control means 13 will be described with reference to FIG. The difference value output from the difference detection means 12 and the gain command signal output from the sequencer 10 are input to the gain determination means 16, and the output of the gain determination means 16 is output from the proportional control means 17, the integration control means 18, It is input to the differential control means 19. An integration reset signal output from the sequencer 10 is input to the integration control means 18. The outputs of the proportional control means 17, the integral control means 18, and the differentiation control means 19 are input to the adding means 20, and the output of the adding means 20 is input to the adding means 14A and 14B.
[0034]
Next, the operation inside the PID control means 13 will be described. As in the case of the steady current, as shown in FIG. 8, a gain command signal that changes the gain K in the PID control means 13 in a ramp function when the vibration damping device is turned on and off is determined from the sequencer 10. Sent to means 16. Based on the gain determined by the gain determining means 16, the proportional control means 17, the integral control means 18, and the differential control means 19 control the excitation current of the electromagnet.
[0035]
Next, a detailed configuration of the integral control means 18 will be described with reference to FIG. The integration control means 18 has an integration analog circuit shown in FIG. This integration analog circuit includes an amplifier 21, a resistor 22, a capacitor 23, and a switch 24 connected to both ends of the capacitor 23.
[0036]
Next, the internal operation of the integral control means 18 will be described. The switch 24 is turned on and off by an integration reset signal sent from the sequencer 10. That is, the switch 24 is normally turned off, but is turned on when an integration reset signal is sent, and both ends of the capacitor 23 are short-circuited to reset the integration circuit.
[0037]
When the vibration damping device is activated, an integration reset signal is sent from the sequencer 10, the switch 24 is turned on, and the integration circuit is reset. Further, when the gain and steady current reach appropriate values, an integration reset signal is sent again, and the integration circuit is reset.
[0038]
As described above, when the control is started or stopped, the excitation current of the electromagnet changes rapidly by changing the gain and steady current in a ramp function or by resetting the integration value of the integration circuit. For example, the hunting of the steel plate at the time of starting the control as shown in FIG. 10A is eliminated, and the stable starting as shown in FIG.
[0039]
Next, an operation for starting electrical control while bringing the electromagnet closer to the steel plate will be described. When starting the vibration control device, the electromagnet is moved from the predetermined initial position to the appropriate gap position. The soft start time constant, specifically the steady current and gain, are increased in a ramp function according to this moving time. Set the rate of increase (slope).
[0040]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram in which only the configuration used for the above operation is extracted from the configuration of the vibration damping device. The electromagnet movement actuators 4 A and 4 B are operated by the drive command signal generated by the controller 5 to bring the electromagnets 2 A and 2 B closer to the steel plate 1. At the same time, the controller 5 gradually increases the gain when controlling the steady current of the excitation current supplied to the electromagnets 3A and 3B and the excitation current supplied to the electromagnets 2A and 2B via the amplifiers 6A and 6B. Let
[0041]
When the vibration damping device is activated, the opposing electromagnets 2A and 2B are simultaneously moved in the direction of approaching the steel plate 1 by the electromagnet movement actuators 4A and 4B, and as shown in FIG. When X is reached, soft start of the gain and steady current is started, and when the gap between the electromagnets reaches an appropriate gap as shown in FIG. Transition to steady state.
[0042]
As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the soft start time constant, that is, FIG. 13 (b) is set so that the gain and the steady current become appropriate values when the gap between the electromagnets reaches the appropriate gap in advance. ) Is set.
Similarly, when stopping the vibration damping device, the electromagnet is pulled away from the steel sheet while soft-stopping.
[0043]
Note that, for example, the integration circuit of the configuration of the above embodiment uses an analog circuit, but this can also be realized by a digital circuit or software.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the distance from the steel plate is constantly far away, and since the electromagnet having the larger steady component of the current is brought closer to the steel plate, the steady current of the electromagnet can be reduced, and the load on the electromagnet can be reduced. Stable vibration control is possible.
[0045]
In addition, if the distance between the electromagnet and the steel plate is greater than a predetermined value, moving the electromagnet closer to the steel plate can reduce the steady-state current of the electromagnet and reduce the load on the electromagnet. It becomes possible.
Further, when the electromagnet is moved in a direction that cancels the low frequency component or the direct current component extracted by the low-pass means, the steady current of the electromagnet can be reduced, the burden on the electromagnet can be reduced, and stable vibration control can be achieved.
[0046]
Also, adjusting the distance between the electromagnet and the steel plate without changing the distance between the paired electromagnets reduces the steady-state current of the electromagnet without changing the proper distance between the electromagnets, and reduces the burden on this electromagnet. And stable vibration control becomes possible.
[0047]
Further, when the control is turned on and off, the gain and the steady current are changed in a ramp function, so that a sudden change in the excitation current can be eliminated and hunting of the steel sheet can be prevented.
In addition, by resetting the integration value in the integration means when the control is turned on and off, the deviation value from the steady position in the integration can be reduced to zero, eliminating a sudden change in excitation current, Hunting can be prevented.
[0048]
In addition, while soft-starting the electrical control, the vibration control operation can be started smoothly by bringing the electromagnet closer to the steel plate, and by moving the electromagnet away from the steel plate while soft-stopping the electrical control, Smooth vibration control can be stopped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vibration damping device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example in which a plurality of electromagnet pairs are provided.
FIG. 3 is a view for explaining the operation of the vibration damping device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an electrical control loop of the vibration damping device.
FIG. 5 is an internal configuration diagram of a controller.
FIG. 6 is a diagram showing changes in steady-state current.
FIG. 7 is an internal configuration diagram of PID control means.
FIG. 8 is a diagram showing a change in gain.
FIG. 9 is a configuration diagram of an integration analog circuit in the integration control means.
FIG. 10 is a view for explaining hunting of a steel plate.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration used for mechanical control and electrical control.
FIG. 12 is a diagram showing the position of an electromagnet in soft start.
FIG. 13 is a diagram showing changes in gain and steady-state current during soft start.
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional vibration damping device.
[Explanation of symbols]
1 Steel plate 2A, 2B Electromagnet 3A, 3B Sensor 4A, 4B Electromagnet moving actuator (actuator)
5 Controller (control device)
6A, 6B Amplifier 7A, 7B Low-pass circuit 8 Comparator 9 Host controller 10 Sequencer 11 Position command means 12 Difference detection means 13 PID control means 14A, 14B Addition means 15A, 15B Current control means 16 Gain determination means 17 Proportional control means 18 Integration Control means 19 Differentiation control means 20 Addition means 21 Amplifier 22 Resistance 23 Capacitor 24 Switch

Claims

In order to perform vibration damping of the traveling steel plate, a plurality of electromagnets arranged in the width direction of the steel plate on the front surface side and the back surface side of the steel plate, respectively , and acting a magnetic force in a direction intersecting with the steel plate,
A sensor for detecting a distance between the electromagnet and the steel plate;
Based on the distance detected by this sensor, a control device for controlling the excitation current flowing through the electromagnet,
An actuator for adjusting the distance between the electromagnet and the steel plate;
The actuator is configured to adjust the distance between the electromagnet and the steel sheet by simultaneously moving a plurality of the electromagnets in the thickness direction of the steel sheet on the condition that the electromagnet and the steel sheet have a specific positional relationship. Steel plate damping device.

2. The steel plate vibration damping device according to claim 1, wherein the actuator moves the electromagnet closer to the steel plate on condition that a distance between the electromagnet and the steel plate is greater than a predetermined value.

A low-pass means for extracting a low-frequency component or a direct-current component from the distance data detected by the sensor;
2. The steel plate vibration damping device according to claim 1, wherein the actuator moves the electromagnet in a direction that cancels a low-frequency component or a direct-current component extracted by the low-pass means.

The electromagnets are arranged in pairs at opposite positions across the steel plate,
4. The steel plate vibration damping device according to claim 1, wherein the actuator adjusts a distance between the electromagnet and the steel plate without changing a mutual distance between the paired electromagnets. 5.

5. The steel sheet according to claim 1, wherein when the control of the excitation current flowing through the electromagnet starts or ends, the control device increases or decreases the steady current flowing through the electromagnet in a ramp function. Damping device.

6. The control device according to claim 1, wherein the control device increases or decreases a PID gain used for controlling the excitation current flowing through the electromagnet in a ramp function when starting or ending control of the excitation current flowing through the electromagnet. A steel plate vibration damping device according to claim 1.

The control device includes an integration unit for controlling an excitation current flowing in the electromagnet, and resets an integration value in the integration unit when starting control of the excitation current flowing in the electromagnet. The vibration damping device for a steel sheet according to any one of 1 to 6.

The said control apparatus adjusts the distance of the said electromagnet and a steel plate with the said actuator, when starting or complete | finishing control of the exciting current sent through an electromagnet. Steel plate damping device.

The steel plate damping device according to any one of claims 1 to 8, wherein the actuator is capable of moving an electromagnet in a width direction of the steel plate.