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たるみセンサについて
2023/09/07 05:34
- たるみセンサについての質問とアドバイスの要請
- シートのたるみ量をセンサで検知し、コンベアの速度を調整する装置についての問題
- たるみセンサの現状と問題、アドバイスのヒントを求める
たるみセンサについて
2005/06/18 18:14
長文になります。申し訳ありません。
現在、あるシートの引き取り装置で、コンベヤ２台の間に距離センサを入れて、
（上から下を覗いて）そのたるみ量の変化で後のコンベヤの速度を変化させ
前のコンベヤに速度を同調させています。
運転開始の時には手動にて、目測で後のコンベヤを前のコンベヤの速度に合わせ、
安定したところで、自動(たるみ制御運転)に切り替えております。
そこである問題が起こり、アドバイスをいただきたいのです。
※前のコンベヤの速度が遅くなった時、後のコンベヤに引っ張られたシートがやや上に上がり、
それを感知したセンサによって後のコンベヤ速度が下がり速度が同期致します。
シートは少し上がったままです。シートのたるみ量があまりとれない素材のため（たるみ量約１０～２０mm
しばらくすると、シートのたるみがなくなって後のコンベヤに引っ張られ続けてしまいます。
※希望としては、最初のたるみ量が一定のまま後のコンベヤ速度が追従するように
したいのです。（現在は少しずつ上がっていく）
※現在のセンサーはアナログ距離センサ（赤外LED反射）50mm～150mm
１～10V出力、シーケンサにてインバータモーターの制御を行っております。
※他の方法、シートのたるみ量をオムロンのデジタル調節計（E5CK）に入れて
やってみましたが、手動運転から自動運転に切り替えた直後、センサがシートが下にない状態のとき
（150mm以上）を記憶しているため、後のコンベヤが最大速度で回り始め、シートを引きちぎってしまいます。
この方法ですとたるみ距離が一定で希望に近いのですが、自動に切り替えた際のトラブルさえ解決できれば
良いのですが。どなたかヒントになる、アドバイス頂けませんでしょうか。
尚、回路が、ここに書けませんので、使用する部品（製品名）の組み合わせだけでも構いません。
あらゆる事をやってみようと思います。
長文で申し訳ありません。
質問者が選んだベストアンサー
自動投入時の問題として回答します。
制御系をＰＩＤとした時、制御器の出力Ｅｏは
Ｅｏ＝（Ｅｐ－Ｅｓ）・ｋｐ（１＋１／（Ti・S)＋Td・S） （１）
Ep:センサ信号、Es：設定値、ｋｐ：比例ゲイン、Ti：積分時間、Td：微分時間
自動投入時は（Ｅｐ－Ｅｓ）≒０となるように手動調整して投入すればスムースに制御できるが、手動調整に熟練を要する問題がある。
スタートしてすぐ自動投入するには（Ｅｐ－Ｅｓ）を小さくする必要があります。そのためには、スタート時にＥｓを零にして、Ｅｓを徐々に上昇するようにすれば、自動投入時にＥｏが大きな値とならないので制御性がよくなります。
Ｅｓは制御系の時定数程度で上昇させれば良いと思います。
その他、制御性向上対策としては
(1)速度のフィードホワード制御
自動投入後、上手く制御できるのであれば必要ないかも。
(2)たるみ量ｈを大きくする。（回答（４）さんのとおりです。）
コンベア間距離Ｌを長くすると、たるみ量ｈ／滞留量Δｌが大きくなって制御性が悪くなる、Ｌを極端に小さくするとシートの振れが問題となると思います。
普通、移動ロール（ダンサーロール）でたるみを取るようして制御していますが、シートの曲率が何処まで小さく出来るか、装置改造が必要になる等の問題がある。
製鉄所の薄板ラインではダンサーロールを用いてたるみ量を数十ｍも取って制御しています。
＞（150mm以上）を記憶している
ということは積分動作が働いていて、見かけ上、150mm以上の値を記憶していませんか。積分の投入時期については回答（３）さんの通り思います。
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その他の回答 （8件中 1～5件目)
現在、なされている事が完全に理解出来ていませんので的外れの意見になってしまうかも知れませんが，たるみセンサーからの入力値に対して，出力周波数が一義的に決定される系になっていませんか？
センサレスインバータとインダクションモータの系は負荷によるすべりの為オープンループですから、それでは無理ではないでしょうか？
たるみ量の変化を補正する系にしないと無理かと思います。即ち，たるみを一定にする制御ではなく，たるみ量の変化を見て変化が停止する様に後ろのコンベア駆動周波数を変化させる様にすれば良いではないでしょうか？
これですとたるみ量も後のコンベアの速度もある程度ふらつきますが，たるみは維持出来ると思います。
的外れな意見でしたら御免なさい。
ＰＩＤのプログラムになっているのなら，解決つくと思います。
基本的にはＤ（微分）をメインのプログラムにし，補助的にたるみ出力の上限，下限に近くなった時に強制的に中心に戻すプログラムを組み合わせれば，可能と思います。この時，あまり急激に戻さない様にすれば可能と思います。
Ｉ（積分）は使わない方が良い様に思います。
あとはシーケンサのＳＣＡＮ時間が長くなければ良いと思います。
お礼
2005/06/22 19:02
お礼が遅くなり申し訳ありません。
現在、客先と検討中で、シーケンサのPID部分のプログラムを
いろいろといじっております。
プログラムの変更だけで解決出来ないかとの客先の要望もあり、
又、機械が客先にあるため、なかなか検証が出来ず、長期戦になりそうです。
有り難うございました。
三菱のシーケンサのPID制御出来る物を客先よりお借りし(他の装置から外していただき)、社内テストにてたるみ量約10mm～20mmにて、満足いく結果を得ることが出来ました。急激な速度変化でもしばらくはたるみ量が少し変化しますが、２０秒ほどで元のたるみ量に復帰し、たるみ量一定での運転を続けることが出来ております。費用はかかりましたが、お客様にご満足いただき安心致しております。この度は大変お世話になりました。、心よりお礼申し上げます。
センサーの敷居値を上げて検出幅を狭めると言うのは
どうですか？
他に思いついたらまた回答（アドバイス）します。
お礼
2005/06/22 18:54
お礼が遅くなり申し訳ありません。
現在、客先と検討中で、シーケンサのPID部分のプログラムを
いろいろといじっております。
機械が客先にあるため、なかなか検証が出来ず、長期戦になりそうです。
有り難うございました。
三菱のシーケンサのPID制御出来る物を客先よりお借りし(他の装置から外していただき)、社内テストにてたるみ量約10mm～20mmにて、満足いく結果を得ることが出来ました。急激な速度変化でもしばらくはたるみ量が少し変化しますが、２０秒ほどで元のたるみ量に復帰し、たるみ量一定での運転を続けることが出来ております。費用はかかりましたが、お客様にご満足いただき安心致しております。この度は大変お世話になりました。、心よりお礼申し上げます。
弛みの量はどの位に設定しているのでしょうか？
それから距離センサーをご使用とのことですが
センサー1個で制御でしょうか？
もし１個なら難しいのでは・・・
当社では透過型レーザーセンサー4ヶ使用して制御
しております。
詳細は1ヶが材料あり無しセンサーで入り口に
弛み部は3ヶ上中下各１ヶで下図のようになってます
━━━━━ ━━━━━━←
┃┃上中下に 入り口にセンサー
┗┛センサー
弛みの量ですが大目で約1.8ｍ～1.3ｍ（材料長さ）で制御この
方式で試されたらどうでしょうか？レーザーセンサーはちょっと
高いですが光電管よりはるかに調整が楽です但し値段が・・・
当社ではこれで旨くいってます。
お礼
2005/06/20 17:19
アドバイス頂き有り難うございます。
お礼が遅くなり申し訳ありませんでした。
たるみ量がスペース、及びシートの性質上あまりとれません。
今のところたるみ間距離100mm位、たるみ量10～20mm位です。
ですから、センサー１ヶ入れるのがやっとなのです。尚、センサーを下に配置する事も検討しましたが、運転上、問題が起こるとのことで
却下されております。
参考にさせて頂きます。有り難うございました。
外乱の大きさと駆動系の対応能力の検討はされていますか。
私は長年、糸の巻き替え機を作って参りましたが、当初は、自動制御を電気制御系だけで解決しようとしましたが、有効な手段は許容タルミ量を増すことでした。
お礼
2005/06/20 17:22
お礼遅くなりました。有り難うございます。
参考URL、繋がりませんでした。
アドバイス、参考にさせて頂きます。
有り難うございました。
三菱のシーケンサのPID制御出来る物を客先よりお借りし(他の装置から外していただき)、社内テストにてたるみ量約10mm～20mmにて、満足いく結果を得ることが出来ました。急激な速度変化でもしばらくはたるみ量が少し変化しますが、２０秒ほどで元のたるみ量に復帰し、たるみ量一定での運転を続けることが出来ております。費用はかかりましたが、お客様にご満足いただき安心致しております。この度は大変お世話になりました。、心よりお礼申し上げます。
三菱のシーケンサのPID制御出来る物を客先よりお借りし(他の装置から外していただき)、社内テストにてたるみ量約10mm～20mmにて、満足いく結果を得ることが出来ました。急激な速度変化でもしばらくはたるみ量が少し変化しますが、２０秒ほどで元のたるみ量に復帰し、たるみ量一定での運転を続けることが出来ております。費用はかかりましたが、お客様にご満足いただき安心致しております。この度は大変お世話になりました。心よりお礼申し上げます。
E5CKで間違いありませんか？本来RSP制御になるはずなのでこれでは出来ないと思う
RSP機能付き調節計 ＜高価です
E5AR-C43DW-FLK
http://www.fa.omron.co.jp/product/detail/1413/index_p.html
C36T-C0UA2100
http://www.compoclub.com/products/recommend/super/sdc35_36.html
UT550-01
http://www.yokogawa.co.jp/ns/cis/utup/ut551/ns-ut551-02-ja.htm
先の補足で積分を使わないとしましたがよくよく質問を見れば
たるみスパンが１００ｍｍしかない
これだけしかないとは積分を使わないとセンターには固定するのは難しい
積分を使わない理由は手動から自動にする時に既に積分が飽和していて
出力が１００％になってしまうから
そこで、起動時は積分をゼロにして運転
その後たるみが中間辺りになったところで積分をＯＮにする
積分をＯＮ／ＯＦＦする入力は普通の調節計には無いが
ＰＩＤバンク切替機能を使い起動時はＰＩＤバンク０で積分０
安定したところでＰＩＤバンクを切替えて積分をＯＮ
現在では時代遅れですが昔ながらのアナログ調節計も生き残っています
これの最大の利点は運転中に機械の調子を見ながらボリュームで
PID定数を調節できる事にあります
デジタル調節計では出来ない芸当（不可能ではないがめんどくさい）
http://www.e-mechatronics.com/inverter/document/index.html
周辺機器
◆ VSシステムモジュール 技術シート
[資料番号：TS-C730-30H<31>]
PID制御器JGSM-07
お礼
2005/07/15 19:33
三菱のシーケンサのPID制御出来る物を客先よりお借りし(他の装置から外していただき)、社内テストにてたるみ量約10mm～20mmにて、満足いく結果を得ることが出来ました。急激な速度変化でもしばらくはたるみ量が少し変化しますが、２０秒ほどで元のたるみ量に復帰し、たるみ量一定での運転を続けることが出来ております。費用はかかりましたが、お客様にご満足いただき安心致しております。この度は大変お世話になりました。心よりお礼申し上げます。
補足
2005/06/20 17:54
再度のアドバイス有り難うございます。
E5AR-C43DW-FLK を検討致しております。
値段がE5CKの倍以上(１０万)するのにびっくりです。
値段のことは別にして、納期が掛かりそうで困っております。
シーケンサーは三菱のA1SHCPU + A1SX48Y58 + A1S33B + A1SH61PN
センサーは竹中のDLA-S150です。
元々、シーケンサは使っておりませんで、直にセンサー出力を
オムロンE5CKに放り込んでコンベヤのインバータ(三菱FR-E520-0.2K)を
制御しておりました。
暴走トラブルが発覚して、急遽シーケンサにて（在庫で即納できる物から）
回路を組み直した次第です。
尚、申し遅れましたが、前のコンベヤは既設であり、後のコンベヤとはリンクしておりません。
別々に運転、速度設定しております。
お礼
2005/06/28 10:01
アドバイス有り難うございました。
昨日、出張のためお礼が遅くなりましたことお詫び致します。
皆様のアドバイスを元に、プログラムの変更を行っております。
客先に納入済みの制御ユニットとほぼ同じユニットを購入するよう
手配をしているところです。
客先で、なかなかプログラムの確認が出来ませんので
社内で検証することになりました。納期が少し掛かりますので、
後日あらためて皆様にお礼及びご報告を致したいと思っております。
有り難うございました。
三菱のシーケンサのPID制御出来る物を客先よりお借りし(他の装置から外していただき)、社内テストにてたるみ量約10mm～20mmにて、満足いく結果を得ることが出来ました。急激な速度変化でもしばらくはたるみ量が少し変化しますが、２０秒ほどで元のたるみ量に復帰し、たるみ量一定での運転を続けることが出来ております。費用はかかりましたが、お客様にご満足いただき安心致しております。この度は大変お世話になりました。、心よりお礼申し上げます。