特許 6889971 プロセス制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6889971

(24)【登録日】2021年5月26日

(45)【発行日】2021年6月18日

(54)【発明の名称】プロセス制御システム

(51)【国際特許分類】

   B21C 47/00 20060101AFI20210607BHJP

   B21C 47/24 20060101ALI20210607BHJP

   B21B 37/00 20060101ALI20210607BHJP

   B21B 39/08 20060101ALI20210607BHJP

【ＦＩ】

   B21C47/00 C

   B21C47/24 A

   B21B37/00 210

   B21B39/08 B

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-165554(P2017-165554)

(22)【出願日】2017年8月30日

(65)【公開番号】特開2019-42747(P2019-42747A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2019年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】間宮 太一

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１５７０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９６９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｃ ４７／００−４７／３４，

Ｂ２１Ｂ ３７／００−３７／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属薄板を連続的に処理するプロセスラインを制御するプロセス制御システムであって、
前記金属薄板のコイルを識別する情報であるコイル識別データ、および、前記コイル識別データに関連付けられた前記コイルの長さのデータであるコイル長さデータにもとづいて、処理するコイルの順序を決定するコイル処理順序決定装置と、
前記処理するコイルの順序にもとづいて、前記コイルをプロセスラインに供給するコイルハンドリングアクチュエータを制御するコイルハンドリング制御装置と、
を備え、
前記プロセスラインは、
前記金属薄板が入力される側に設けられた入側ルーパーと、
前記金属薄板が出力される側に設けられた出側ルーパーと、
を含み、
前記入側ルーパーでは、
前記金属薄板を払い出す際に、前記入側ルーパーを駆動するモータが力行動力を生じ、前記入側ルーパーに前記金属薄板を貯め込む際に、前記入側ルーパーを駆動するモータが回生動力を生じ、
前記出側ルーパーでは、
前記金属薄板を貯め込む際に、出側ルーパーを駆動するモータが回生動力を生じ、前記出側ルーパーが前記金属薄板を払い出す際に、力行動力を生じるプロセス制御システム。

【請求項2】

金属薄板を連続的に処理するプロセスラインを制御するプロセス制御システムであって、
前記金属薄板のコイルを識別する情報であるコイル識別データ、および、前記コイル識別データに関連付けられた前記コイルの長さのデータであるコイル長さデータにもとづいて、処理するコイルの順序を決定するコイル処理順序決定装置と、
前記処理するコイルの順序にもとづいて、前記コイルをプロセスラインに供給するコイルハンドリングアクチュエータを制御するコイルハンドリング制御装置と、
を備え、
前記プロセスラインは、
前記金属薄板が入力される側に設けられた入側ルーパーと、
前記金属薄板が出力される側に設けられた出側ルーパーと、
を含み、
前記入側ルーパーでは、
前記金属薄板を払い出す際に、前記入側ルーパーを駆動するモータが回生動力を生じ、前記入側ルーパーが前記金属薄板を貯め込む際に、前記入側ルーパーを駆動するモータが力行動力を生じ、
出側ルーパーでは、
前記金属薄板を貯め込む際に、出側ルーパーを駆動するモータが力行動力を生じ、前記出側ルーパーが前記金属薄板を払い出す際に、回生動力を生じるプロセス制御システム。

【請求項3】

前記コイル処理順序決定装置では、前記処理するコイルの順序は、前記プロセスラインに後から投入される１つ以上のコイルの前記コイル長さデータの合計値が、前記プロセスラインにすでに投入されているコイルの長さに等しくなるように決定される請求項１または２に記載のプロセス制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、鋼、アルミ、銅等の金属薄板を連続的に焼鈍、メッキ、酸洗等するプロセスラインを制御するプロセス制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

図２に示すように、プロセスライン１００は、入側、中央、出側の３セクションで構成され、各セクションはルーパーにより区切られる。中央のセクションは、焼鈍、メッキ、酸洗を連続的に行うセクションで、ストリップ１０１を一定速度で搬送することが要求される。入側のセクションでは、上流工程で製造されたコイルをペイオフリール（以下、ＰＯＲと称する）１１２から払い出し、先行材と後行材を溶接して、中央のセクションにストリップ１０１を送り込む。出側のセクションでは、中央のセクションで処理されたストリップ１０１の検査やテンションリール（以下、ＴＲと称する）１１５による巻き取りを行う。

【0003】

各セクションを区切る入側ルーパー（以下、ＥＬＰと称する）１１３および出側ルーパー（以下、ＤＬＰと称する）１１４は、入側および出側のいずれのセクションにおいてストリップ１０１の搬送が減速されたり、停止されたりした場合であっても、中央のセクションにおいて、ストリップ１０１が一定速度で搬送されるように、ストリップ１０１の貯蔵量を調整している。

【0004】

なお、プロセスライン１００において、ストリップを搬送するロールは、ＰＯＲ１１２、ＥＬＰ１１３、ＤＬＰ１１４、ＴＲ１１５以外にもある。しかしながら、ＰＯＲ１１２、ＥＬＰ１１３、ＤＬＰ１１４、ＴＲ１１５のロールを駆動するモータ１３２〜１３５の出力容量が最も大きく、ストリップ１０１を搬送するために必要な単位時間当たりのエネルギ消費量（以下、動力と称す）は、ほとんどこれらのロールを駆動するために使用される。そこで、以下の説明では、他のロール等の動力については省略し、ＰＯＲ１１２、ＥＬＰ１１３、ＤＬＰ１１４、およびＴＲ１１５を駆動するための動力について説明することとする。

【0005】

これらのロールを駆動するモータ１３２〜１３５は、それぞれのモータ１３２〜１３５に対して個別に設けられたインバータ１２２〜１２５と、１台のコンバータ１２１で駆動される。１台のコンバータ１２１により、複数台のインバータ１２２〜１２５に直流を給電し、各インバータ１２２〜１２５により所望の周波数、電圧を有する交流に変換されて、各モータ１３２〜１３５は駆動される。コンバータ１２１は、１つの交流電源１２０から交流電力を給電される。

【0006】

あるモータが力行運転している場合には、その動力は、そのモータを駆動するインバータの直流側（１次側）から交流側（２次側）に流れる。一方で、あるモータが回生運転している場合には、その動力はそのモータを駆動するインバータの２次側から１次側に向かって流れる。したがって、力行動力と回生動力が等しい場合には、回生しているモータから力行しているモータにエネルギが流れる。すなわち、インバータ１次側で力行と回生の動力が相殺され、この系における動力の消費量は０となる。

【0007】

回生動力の方が力行動力よりも大きい場合には、回生動力はコンバータ１２１を通過して、交流電源１２０の方向に回生される。コンバータ１２１は、有限の電力変換効率を有しているので、コンバータ損失が少なからず生じる。したがって、インバータの１次側で動力が相殺されており、かつ、コンバータ１２１を介して上位の交流電源１２０と動力のやり取りが最も少なくなる状態こそが、最も効率のよい操業状態であると言える。

【0008】

プロセスライン１００において、ストリップ１０１が一定速度で搬送される際の動力の授受について考える。ＰＯＲ１１２、ＥＬＰ１１３、ＤＬＰ１１４、およびＴＲ１１５を駆動することにより生じる動力をそれぞれ示すと、図２に示す通りとなる。ストリップ１０１をコイルから払い出すＰＯＲ１１２を駆動するモータ１３２は、ストリップ１０１に引っ張られて回生運転しており、ストリップ１０１をコイルに巻き取るＴＲ１１５を駆動するモータ１３５は、力行運転している。また、ＥＬＰ１１３およびＤＬＰ１１４はカウンターウェイトと釣り合い、ストリップ１０１を引っ張っており、これらを駆動するモータ１３３，１３４は力行も回生もしていない状態である。

【0009】

つまり、プロセスライン１００においてストリップ１０１が一定速度で搬送される場合には、モータ１３２の回生動力ＱＰＯＲと、モータ１３５の力行動力ＱＴＲはほとんど等しく、打ち消し合ってほぼ０になる。このようにプロセスライン１００全体にわたってストリップ１０１が一定速度で搬送される状態は、平衡状態にあり、交流電源１２０との動力授受が無くなり、プロセスライン１００において、動力損失の少ない最も効率のよい操業状態となる。

【0010】

しかしながら、プロセスライン１００に供給されるコイルの大きさ、すなわちストリップ１０１の長さは有限であり、また、ストリップ１０１を無限に大きいコイルに巻き取ることも不可能である。つまり、図３〜図５に示すように、新たなコイルを投入したり、処理の済んだコイルを収納等したりするために、入側または出側において、ストリップ１０１が停止することがある。ストリップ１０１が停止した後には、ストリップ１０１の、入側速度または出側速度を中央速度より速くして、ＥＬＰ１１３にストリップ１０１を貯め込み、またはＤＬＰ１１４からストリップ１０１を払い出す状態が必ず生じる。

【0011】

図３は、入側のセクションで先行材と後行材を溶接しているときの状態を示す。図４は、入側のセクションにおける溶接終了後の状態を示す。図４では、入側のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度が中央のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度よりも速く、ＥＬＰ１１３にストリップ１０１を貯め込んでいる状態が示されている。図５は、出側のセクションにおいて、コイルの巻き取りが終了して、後行材の巻き取り準備が行われている状態を示す。図６は、出側のセクションにおいて先行材の巻き取りが完了して、後行材を巻き始める状態を示す。図６では、出側のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度が、中央のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度よりも速く、ＤＬＰ１１４からストリップ１０１を払い出している状態が示されている。

【0012】

図３の状態では、入側のセクションにおいて、ＰＯＲ１１２とＥＬＰ１１３との間でストリップ１０１が切り離されている。ストリップ１０１の搬送は、入側のセクションで停止している。ＰＯＲ１１２を駆動するモータ１３２は停止し、または入側に設けられた溶接装置（図示せず）に向けて先端通板をしている状態で、回生動力ＱＰＯＲは０、あるいはほとんど０となる。

【0013】

このとき、中央のセクションにおいて、ストリップ１０１を一定速度で搬送するために、ＥＬＰ１１３が下方向に一定速度で移動する必要がある。ＥＬＰ１１３は、ストリップ１０１が貯められた状態において、カウンターウェイトと釣り合い状態にあり、ＥＬＰ１１３が下方向に移動すると、ストリップ１０１の貯め込み量が減るため、ＥＬＰ１１３が上方向に移動しようとする復元力が作用する。したがって、ＥＬＰ１１３が一定速度で下方向に移動するためには、この復元力を相殺する方向に、ＥＬＰ１１３を駆動するモータ１３３が力を発生させる必要があり、その方向はＥＬＰ１１３の移動方向と同じ方向になる。すなわち、ＥＬＰ１１３の駆動において、力行動力が発生する。このとき、ＱＥＬＰ＋ＱＴＲ＞０となり、系の動力平衡状態が崩れて、コンバータ１２１を介して交流電源１２０からモータ１３３に動力を引き込む。つまり、動力は、力行方向に流れる。

【0014】

図４の状態では、入側のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度が、中央のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度よりも速い。この状態の場合には、ＥＬＰ１１３は上方に移動する。このとき、ＥＬＰ１１３では、カウンターウェイトと釣り合う位置まで復元する力が、ＥＬＰ１１３の移動方向と同じ方向に作用する。中央のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度を一定に保つために、この復元力を抑制する方向、すなわち、移動方向と逆方向の力を、モータ１３３によって発生させる必要がある。つまり、ＥＬＰ１１３の駆動によって、回生動力が発生する。このとき、ＱＰＯＲ＋ＱＥＬＰ＋ＱＴＲ＜０となり、系の動力並行状態が崩れて、コンバータ１２１を介して交流電源１２０に向かう回生方向に動力が流れる。

【0015】

図５の状態では、出側のセクションにおいてＴＲ１１５とＤＬＰ１１４との間でストリップ１０１が切り離されている。出側のセクションにおけるストリップ１０１の搬送は停止している。この状態では、ＴＲ１１５を駆動するモータ１３５は停止し、あるいは、ＴＲ１１５は、ストリップ１０１の尾端を巻き取っており、力行動力ＱＴＲは０、あるいはほとんど０となる。

【0016】

このとき、中央のセクションにおいて、ストリップ１０１を一定速度で搬送するために、ＤＬＰ１１４が下方向に一定速度で移動する必要がある。ＤＬＰ１１４は、内部にストリップ１０１がない状態では、カウンターウェイトと釣り合い状態にあり、ＤＬＰ１１４が下方向に移動すると、ＤＬＰ１１４のストリップ１０１の貯め込み量が増加して、貯め込んだストリップ１０１の自重により、ＤＬＰ１１４を下方向に加速させる力が作用する。

【0017】

したがって、一定速度で、ＤＬＰ１１４を下方向に移動するためには、この加速させる力を打ち消す方向に、ＤＬＰ１１４を駆動するモータ１３４が力を発生する必要がある。このモータ１３４が発生する力の向きは、ＤＬＰ１１４の移動方向と逆の方向になる。すなわち、ＤＬＰ１１４において、回生動力が発生する。このとき、ＱＰＯＲ＋ＱＤＬＰ＜０となり、系の動力平衡状態が崩れて、コンバータ１２１を介して上位電源系統に向かう回生方向に動力が流れる。

【0018】

図６の状態では、出側のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度は、中央のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度よりも速い。ＤＬＰ１１４は、ストリップ１０１を出側のセクションに払い出すように、上方向に移動する。ＤＬＰ１１４は、内部にストリップ１０１がない状態で、カウンターウェイトと釣り合っている。そのため、ＤＬＰ１１４が上方向に移動するにつれて、ストリップ１０１の自重によりＤＬＰ１１４を下方向に引っ張る力が減少する。

【0019】

ＤＬＰ１１４を一定速度で移動させるには、ＤＬＰ１１４を下方向に引っ張る力を打ち消す必要がある。そのため、モータ１３４は、上方向に力を発生させる必要がある。すなわち、ＤＬＰ１１４の移動方向とＤＬＰ１１４に印加する力の方向とが一致して、力行動力が発生する。このとき、ＱＰＯＲ＋ＱＤＬＰ＋ＱＴＲ＞０となり、系の動力並行状態が崩れて、コンバータ１２１を介して交流電源１２０から動力を引き込む回生方向に動力が流れる。

【0020】

このように、プロセスライン１００において、入側および出側の各セクションにおけるライン停止または加減速に伴い、入側または出側の各セクションにおけるストリップ１０１の搬送速度が、中央のセクションにおけるストリップ１０１の搬送速度と異なる場合に、動力の平衡状態が崩れる。動力の平衡状態が崩れた場合には、コンバータ１２１を介して交流電源１２０との電力の授受が生じる。このため、コンバータ１２１の電力変換効率に起因する動力損失が生じ、プロセスライン１００のストリップ搬送系の効率が低下することが問題であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0021】

【特許文献1】特許第４７１５４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0022】

特許文献１では、投入されるコイルの材料データと、最低ライン速度等の投入制約、設備緒元、および操業条件から、操業シミュレーションを実施、入側および出側ルーパーの貯め込み量限界により、設備が非常停止に至ることを防ぐ、コイル投入順序を自動計算する方法が紹介されている。しかしながら、特許文献１に示す方法では、設備を非常停止させないことを判断基準としており、ストリップ搬送動力を低減することは考慮されていない。

【0023】

本発明に係る実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたもので、プロセスラインが動力損失少なく最も効率よく操業される状態を維持するために、プロセスラインにおいて処理すべきコイルの順序を決めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0024】

実施形態に係るプロセス制御システムは、金属薄板を連続的に処理するプロセスラインを制御する。プロセス制御システムは、前記金属薄板のコイルを識別する情報であるコイル識別データ、および、前記コイル識別データに関連付けられた前記コイルの長さのデータであるコイル長さデータにもとづいて、処理するコイルの順序を決定するコイル処理順序決定装置と、前記処理するコイルの順序にもとづいて、前記コイルをプロセスラインに供給するコイルハンドリングアクチュエータを制御するコイルハンドリング制御装置と、を備える。前記プロセスラインは、前記金属薄板が入力される側に設けられた入側ルーパーと、前記金属薄板が出力される側に設けられた出側ルーパーと、を含む。前記入側ルーパーでは、前記金属薄板を払い出す際に、前記入側ルーパーを駆動するモータが力行動力を生じ、前記入側ルーパーに前記金属薄板を貯め込む際に、前記入側ルーパーを駆動するモータが回生動力を生じる。前記出側ルーパーでは、前記金属薄板を貯め込む際に、出側ルーパーを駆動するモータが回生動力を生じ、前記出側ルーパーが前記金属薄板を払い出す際に、力行動力を生じる。

【発明の効果】

【0025】

本実施形態では、コイル長さデータにもとづいて処理するコイルの順序を決定するコイル処理順序決定装置を備えているので、プロセスラインが最も効率よく操業される状態を維持するために、プロセスラインにおいて処理すべきコイルの順序を決めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態に係るプロセス制御システムを例示する模式的なブロック図である。

【図2】プロセスラインを例示する模式図である。

【図3】プロセスラインを例示する模式図である。

【図4】プロセスラインを例示する模式図である。

【図5】プロセスラインを例示する模式図である。

【図6】プロセスラインを例示する模式図である。

【図7】実施形態のプロセス制御システムが適用されたプロセスラインを例示する模式図である。

【図8】実施形態のプロセス制御システムが適用されたプロセスラインを例示する模式図である。

【図9】実施形態のプロセス制御システムの動作を説明するためのブロック線図の例である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0028】

すでに説明したように、図２には、プロセスライン１００の例が示されている。ＰＯＲ１１２、ＥＬＰ１１３、ＤＬＰ１１４、ＴＲ１１５およびその他のストリップ搬送ロールを有することは、プロセスライン全般に対して共通する特徴である。プロセスライン１００では、ＥＬＰ１１３がストリップ１０１を払い出す際に、ＥＬＰ１１３を駆動するモータ１３３が力行動力を生じ、ＥＬＰ１１３がストリップ１０１を貯め込む際に、モータ１３３が回生動力を生じる。また、ＤＬＰ１１４がストリップ１０１を貯め込む際に、ＤＬＰ１１４を駆動するモータ１３４が回生動力を生じ、ＤＬＰ１１４がストリップ１０１を払い出す際に、モータ１３４が力行動力を生じる。さらに、プロセスライン１００では、ＥＬＰ１１３がストリップ１０１を払い出す際に、モータ１３３が回生動力を生じ、ＥＬＰ１１３がストリップ１０１を貯め込む際に、モータ１３３が力行動力を生じる。また、ＤＬＰ１１４がストリップ１０１を貯め込む際に、モータ１３４が力行動力を生じ、ＤＬＰ１１４がストリップ１０１を払い出す際に、モータ１３４が回生動力を生じる。

【0029】

図１は、実施形態に係るプロセス制御システムを例示するブロック図である。
図１に示すように、本実施形態のプロセス制御システム１０は、コイル処理順序決定装置１４と、入側コイルハンドリング制御装置１６と、を備える。プロセス制御システム１０には、自動または手動によって処理予定のコイルに関する情報を含むデータが入力される。プロセス制御システム１０は、これから処理すべきコイルの順序を表すデータを生成して、コイルハンドリングアクチュエータ２０に供給する。

【0030】

プロセス制御システム１０は、入力されたデータにもとづいて、これから処理すべきコイルの順序を決定して、コイルハンドリングアクチュエータ２０を介して、実際のコイルのプロセスラインへの投入順を設定する。

【0031】

コイル処理順序決定装置１４は、たとえば操業管理システム１２に任意の通信ネットワークを介して接続されている。操業管理システム１２は、処理プラントにおいて、どのような品種を、どの量で、いつまでに生産するか等の計画を保持している。生産計画の詳細は、ユーザによって決定される。操業管理システム１２は、たとえばデータサーバ等である。

【0032】

コイル処理順序決定装置１４は、操業管理システム１２から生産計画に関する情報を含むデータを受け取る。操業管理システム１２は、処理すべき金属薄板に関する属性のデータトラッキングデータを保持している。このようなトラッキングデータは、処理すべき金属薄板のコイルごとに付された識別データに関連付けて保持されている。この識別データをコイルＩＤと呼ぶ。トラッキングデータには、コイルの長さの情報を含むデータを含んでいる。また、トラッキングデータには、コイルに施される処理の内容に関する情報を含むデータも含んでいる。なお、この例のように、コイル処理順序決定装置１４には、オペレータの手動によってコイルＩＤ等のデータを入力できるようにしてもよい。

【0033】

コイル処理順序決定装置１４は、受け取ったデータの一部を、図示しない制御装置に送信する。図示しない制御装置は、受信したデータにもとづいて、金属薄板の処理手順を生成し、実行する。制御装置は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller、ＰＬＣ）である。

【0034】

コイル処理順序決定装置１４は、所定の手順にしたがって、処理すべきコイルの順序を決定する。詳細については後述するが、処理すべきコイルの順序は、プロセスライン中のモータやドライブの力行動力と回生動力の総和が０または０に近くなるように設定される。

【0035】

コイル処理順序決定装置１４は、たとえばコンピュータ装置である。コンピュータ装置は、コイルの処理順序を決定する手順をプログラムとして格納する。たとえばプログラムは、コイル処理順序決定装置１４に内蔵された記憶装置に格納されている。記憶装置は、コイル処理順序決定装置１４に通信ネットワークや制御ネットワーク等を介して接続されていてもよい。コイル処理順序決定装置１４は、格納されたプログラムのステップを逐次読み出して実行することによって、プロセスライン１００に投入するコイルの順序を決定する。

【0036】

入側コイルハンドリング制御装置１６は、コイル処理順序決定装置１４から次に投入すべきコイルＩＤのデータを受け取る。入側コイルハンドリング制御装置１６は、受け取ったコイルＩＤを有するコイルを取り出して、ＰＯＲ１１２にセットするように指令する。入側コイルハンドリング制御装置１６は、たとえばＰＬＣである。入側コイルハンドリング制御装置１６は、金属薄板の処理手順を実行するＰＬＣの一部であってもよいし、他のＰＬＣによって構成されていてもよい。

【0037】

図７および図８は、本実施形態のプロセス制御システムが適用されたプロセスラインを例示する模式図である。
図７は、入側および出側の両セクションにおいて、ストリップ１０１の搬送が停止している状態、あるいは、中央のセクションで搬送されているストリップ１０１と接続されていない状態を示す。なお、この状態は、すでに説明した図３および図５の状態を同時に実現したものである。

【0038】

図７の状態では、ＰＯＲ１１２を駆動するモータ１３２の動力およびＴＲ１１５を駆動するモータ１３５の動力は、いずれも０、あるいはほとんど０である。ＤＬＰ１１４を駆動するモータ１３４は力行運転しており、ＥＬＰ１１３を駆動するモータ１３３は、回生動力ＱＥＬＰを発生している。力行動力ＱＤＬＰは回生動力ＱＥＬＰに等しく、したがって、プロセスライン１００全体の動力はほぼ０となり、平衡状態となる。

【0039】

図８に示す状態は、入側のセクションにおいて、先行材と後行材との溶接が終了し、同期速度までストリップ１０１を加速している状態である。それとともに、出側のセクションにおいて、後行材をコイルに巻き始めて、搬送速度を同期速度まで加速している。なお、この状態は、すでに説明した図４と図６の状態を同時に実現したものである。

【0040】

図８の状態では、ＰＯＲ１１２を駆動するモータ１３２の回生動力ＱＰＯＲ、ＥＬＰ１１３を駆動するモータ１３３の力行動力ＱＥＬＰ、ＤＬＰ１２４を駆動するモータ１３４の回生動力ＱＤＬＰ、およびＴＲ１１５を駆動するモータ１３５の力行動力ＱＴＲの和はほぼ０になる。したがって、プロセスライン１００全体の動力はほぼ０となり、平衡状態となる。

【0041】

本実施形態のプロセス制御システム１０の動作について説明する。
本実施形態のプロセス制御システム１０では、上述した図７および図８の平衡状態を実現するために、コイルの長さにもとづいて、コイルのプロセスライン１００への投入順序を決定する。より具体的には、入側および出側の両セクションにおいて、ストリップ１０１の搬送が停止し、ＰＯＲ１１２およびＴＲ１１５が停止し、ＥＬＰ１１４およびＤＬＰ１１５が短端および長端にそれぞれ移動し、ストリップ１０１の搬送が再開され、ＥＬＰ１１４およびＤＬＰ１１５が長端および短端にそれぞれ移動するという一連の動作が、同時に行われるように、コイル投入順序は決定される。

【0042】

図９は、本実施形態のプロセス制御システムの動作を説明するためのブロック線図の例である。
図９に示すように、この例では、コイル処理順序決定装置１４は、ライン内ストリップ数計算装置２１と、コイル情報記録装置２２と、コイル情報検索装置２３と、コイル長判定装置２４と、計算結果記録装置２５と、計算結果判定装置（３）２６と、計算結果補助記録装置２７と、計算結果判定装置（１）２８，２９と、を含む。

【0043】

ライン内ストリップ数計算装置２１は、以下の式（１）にもとづいて、プロセスライン１００内で搬送されているストリップ１０１の数ｋを計算する。なお、式（１）において、Ｌ_Ｌは、プロセスライン１００内のストリップ１０１の搬送方向の長さを示し、コイル長情報Ｌ（ｉ，ＩＤ）はコイルの長さを示す。ここで、ｉは、ＴＲ１１５に巻き取られているコイルをｉ＝１として、プロセスライン１００にて処理されているコイルを逆順にｉ＝２，３，４，…とした場合の、コイルの順番を示すものとする。すなわち、ＰＯＲ１１２で払い出されているコイルは、ｉ＝ｋとなり、次に、ＰＯＲ１１２に挿入されるコイルは、ｉ＝ｋ+１となる。また、ＩＤは、コイル情報記録装置２２に登録された、コイルＩＤを示す。

【0044】

【数1】

【0045】

コイル情報記録装置２２は、プロセス制御システム１０に充填することが可能なコイルの情報を、上位の操業生産システムである操業管理システム１２から受領し、コイル長情報Ｌ（ｉ，ＩＤ）として格納している。コイル情報検索装置２３は、以下の式（２）の判定式を満たすコイルを検索して、コイル情報記録装置２２から抽出する。

【0046】

【数2】

【0047】

まず、コイル長判定装置２４は、コイル情報検索装置２３を介して、ｋｃｖｙおよびｋｌを初期値１として、式（２）を満たすコイルがあるか検索する。コイル長判定装置２４は、式（２）を満たすコイルがある場合、そのコイルの情報は、計算結果記録装置２５に保存される。

【0048】

コイルスキッドに入れるべきすべてのコイルが決まった場合には、それらのコイルＩＤを入側コイルハンドリング制御装置１６に入力する。

【0049】

コイルスキッドに入れるすべてのコイルが決まっていない場合、プロセス制御システム１０は、ｋｃｖｙおよびｋｌの初期値を、それぞれ１増やす。さらに、コイル長判定装置２４の式（２）に代入するＬ（ｋ+１，ＩＤｋ+１）は、計算結果記録装置２５に保存された値を用いる。

【0050】

再び、コイル長判定装置２４は、コイル情報検索装置２３を介して、式（２）を満たすコイルがあるかどうか検索して、検索結果を計算結果記録装置２５に記録する。このように、コイルスキッドに入れるすべてのコイルが決まるまで、ｋｃｖｙおよびｋｌを増加していく。

【0051】

コイル長判定装置２４が、コイル情報検索装置２３を介して、式（２）を満たすコイルを、ＰＯＲ１１２に充填可能なすべてのコイルから検索できなかった場合には、計算結果判定装置２６の処理に移行する。

【0052】

計算結果判定装置２６は、以下の式（３）で示すＬｅｒｒの絶対値を最小とする組み合わせを、コイル情報検索装置２３を介して検索し、抽出した情報を計算結果補助記録装置２７に記録する。

【0053】

【数3】

【0054】

コイル長判定装置２４が、式（２）を満たすコイルを、コイル情報検索装置２３を介して、ＰＯＲ１１２に充填可能なすべてのコイルから検索できなかった場合には、同じく、計算結果判定装置（１）２８，２９の処理に移行する。計算結果判定装置（１）２８，２９によって、ｋｃｖｙがコイルスキッドの数Ｎｓｋｄを上回っているときには、計算結果補助記録装置２７に格納されたコイルＩＤを入側コイルハンドリング制御装置１６に入力する。すなわち、コイル長判定装置２４の式（２）に示す条件に最も近いコイルを選択する。

【0055】

計算結果判定装置２８，２９にて、ｋｃｖｙがコイルスキッドの数Ｎｓｋｄを上回っていない場合には、下記式（４）〜（６）により、式（４）の場合にはｋｌを１増加、式（６）の場合には、ｋｃｖｙを１増加、式（５）の場合にはｋｃｖｙおよびｋｌの両方を１増加する。

【0056】

【数4】

【0057】

ｋｃｖｙまたはｋｌのいずれか、あるいはｋｃｖｙおよびｋｌの両方を１増加して、再びコイル長判定装置２４の式（２）を満たすコイルがあるかどうかコイル情報検索装置２３を介してコイルを検索する。

【0058】

操業管理システム１２のような上位演算装置、あるいはオペレータの手動手介操作によって、格納するコイルが指定されている場合には、スキッドの位置情報ｋｃｖｙ、および投入コイルのＩＤを、コイル情報検索装置２３に入力して、指定されたコイルの情報をコイル情報記録装置２２から検索する。コイル情報検索装置２３は、コイル長判定装置２４に対して、指定されたコイルの長さを出力する。

【0059】

以上説明した実施形態によれば、プロセスラインが最も効率よく操業される状態を維持するために、プロセスラインにおいて処理すべきコイルの順番を決めるプロセス制御システムを実現することができる。

【0060】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0061】

１０ プロセス制御システム、１２ 操業管理システム、１４ コイル処理順序決定装置、１６ 入側コイルハンドリング制御装置、２０ コイルハンドリングアクチュエータ、１００ プロセスライン、１０１ ストリップ、１１２ ペイオフリール（ＰＯＲ）、１１３ 入側ルーパー（ＥＬＰ）、１１４ 出側ルーパー（ＤＬＰ）、１１５ テンションリール（ＴＲ）、１２１ コンバータ、１２２〜１２５ インバータ、１３２〜１３５ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】