CN111083924A - 除锈装置用泵系统的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的除锈装置用泵系统的控制装置针对通过共用配管对热轧生产线上的多个除锈装置供给高压水的、能够进行可变速运转的多个泵的各个，基于运转历史来计算对磨损程度进行预测的参数值。在预测磨损程度的参数值中，例如包括最高速度下的运转时间、或到最高速度为止的加速次数与从最高速度起的减速次数的合计次数。在变更进行最高速度下的运转的泵的台数的情况下，本发明的除锈装置用泵系统的控制装置以使多个泵之间的参数值的偏差的范围变小的方式，选择向最高速度加速的泵或从最高速度减速的泵。

Description

除锈装置用泵系统的控制装置

技术领域

本发明涉及除锈装置用泵系统的控制装置，详细而言，涉及统一控制通过共用配管连接于热轧生产线上的多个除锈装置的能够进行可变速运转的多个泵的控制装置。

背景技术

除锈装置是在热轧生产线上对钢板喷射高压水，去除附着于钢板的氧化皮的装置。除锈在轧制工艺内进行多次。因此，除锈装置在热轧生产线上设置多个。在这些多个除锈装置中，设有除锈装置用泵系统，该除锈装置用泵系统从多个泵通过共用配管供给高压水。

基于除锈装置的高压水的喷射在钢板通过时进行，向除锈装置的供水仅在此时需要。多个除锈装置整体所需的供水量并不一定，根据各除锈装置的动作状态而变动。因此，不一定需要所有泵总以最高速度进行运转。在以往的除锈装置用泵系统中，为了抑制泵的驱动所需的电力消耗，在一台或多台泵中应用了可变速驱动装置。即，多个泵中的至少一台能够进行可变速运转。

在各泵中，设有用于防止逆流而保护泵的止回阀。因此，不以最高速度运转的泵由于止回阀关闭，对向除锈装置供给的水量以及水压不起作用。其中，不以最高速度运转的泵并不是停止，而是以规定的下限速度进行怠速运转。怠速运转时的下限速度能够根据想要施加的水压、所需最高速度下的运转的情况下的到最高速度为止的要求到达时间而任意地设定。

在共用配管的构造上，根据以最高速度运行的泵的台数，向除锈装置供给的水量以及水压发生变动。因此，根据喷射高压水的除锈装置的台数，决定所需最高速度运转的泵的台数。在以往的除锈装置用泵系统中，以最高速度使所需台数的泵运转，剩余的泵以怠速运转时的下限速度运转。

对包括能够进行可变速运转的多个泵的除锈装置用泵系统进行控制的控制装置例如通过专利文献1而成为公知。根据专利文献1所公开的控制装置，可根据热轧生产线上的被轧制材料的当前位置，预测一定时间内的被轧制材料的将来位置。然后，可根据该被轧制材料的位置预测，预测除锈装置的喷射时刻，与该喷射预测时刻一致地预先进行泵的加速或减速。

然而，在泵以最高速度运转时，与以怠速运转时的下限速度运转相比，泵较大地磨损。另外，在从下限速度向最高速度加速时、从最高速度向下限速度减速时，泵也较大地磨损。专利文献1所公开的控制装置在掌握由自动控制进行的热轧生产线整体的轧制工艺的基础上，根据需要进行泵的加速或减速。此时，没有考虑各泵的运转历史。因此，有可能在经过某种程度的操作时间之后，与其他泵相比，特定的泵的最高速度下的运转时间明显较长。另外，同样地，也有可能与其他泵相比，特定的泵的加速、减速的次数明显较多。在任何情况下，特定的泵的磨损程度均明显高于其他泵，因此作为除锈装置用供水系统整体的寿命变短。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2013－158832号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了解决上述那样的课题而作出的，提供一种可以抑制能够进行可变速运转的多个泵之间的磨损程度之差的扩大的除锈装置用泵系统的控制装置。

用来解决课题的手段

本发明提供的除锈装置用泵系统的控制装置应用于除锈装置用泵系统，该除锈装置用泵系统从能够进行可变速运转的多个泵通过共用配管向热轧生产线上的多个除锈装置供给高压水。本发明提供的除锈装置用泵的控制装置具备至少一个处理器、以及存储程序的存储器。程序由至少一个处理器执行，从而使至少一个处理器执行包括参数计算处理与选择处理的处理。参数计算处理是如下处理：针对多个泵的各个，基于运转历史来计算对磨损程度进行预测的参数值。选择处理是如下处理：在变更进行最高速度下的运转的泵的台数的情况下，以使多个泵之间的参数值的偏差的范围变小的方式，选择向最高速度加速的泵或从最高速度减速的泵。

通过执行上述各处理，在变更进行最高速度下的运转的泵的台数的情况下，以使多个泵之间的磨损程度的范围变小的方式来选择加速或减速的泵。由此，抑制了多个泵之间的磨损程度之差与操作时间一起扩大，因此能够延长作为除锈装置用泵系统整体的寿命。

作为本发明提供的除锈装置用泵系统的控制装置的一个实施方式，在参数计算处理中，也可以计算最高速度下的运转时间作为参数值。在该情况下，在选择处理中，也可以是，在使进行最高速度下的运转的泵的台数增加的情况下，从运转时间最短的泵起优先地进行加速，在使进行最高速度下的运转的泵的台数减少的情况下，从运转时间最长的泵起优先地进行减速。

根据该实施方式，将过去的最高速度下的运转时间最短的泵优先地加速，使过去的最高速度下的运转时间最长的泵优先地减速，从而能够使各泵的最高速度下的运转时间均等化。而且，能够延长作为除锈装置用泵系统整体的寿命。

另外，作为本发明提供的除锈装置用泵系统的控制装置的其它实施方式，在参数计算处理中，也可以计算到最高速度为止的加速次数与从最高速度起的减速次数的合计次数作为参数值。在该情况下，在选择处理中，也可以在使进行最高速度下的运转的泵的台数增加的情况下，从合计次数最少的泵起优先地进行加速。也可以在使进行最高速度下的运转的泵的台数减少的情况下，从合计次数最少的泵起优先地进行减速。

根据该实施方式，将过去的加速次数与减速次数的合计次数最小的泵优先地加速，并且，使过去的加速次数与减速次数的合计次数最小的泵优先地减速，从而能够使各泵的加速次数与减速次数的合计次数均等化。由此，能够延长作为除锈装置用泵系统整体的寿命。

作为本发明提供的除锈装置用泵系统的控制装置的又一其它实施方式，在参数计算处理中，参数值也可以包括第一参数值与第二参数值。详细而言，也可以是，计算最高速度下的运转时间作为第一参数值，计算到最高速度为止的加速次数与从最高速度起的减速次数的合计次数作为第二参数值。在该情况下，在选择处理中，也可以是，针对第一参数值与第二参数值中的至少一方，以使多个泵之间的偏差的范围变小的方式，选择向最高速度加速的泵或从最高速度减速的泵。

根据该实施方式，能够使各泵的最高速度下的运转时间、各泵的加速次数与减速次数的合计次数中的至少一方均等化。由此，能够延长作为除锈装置用泵系统整体的寿命。

本发明提供的除锈装置用泵系统的控制装置也可以还具备能够进行运转历史的手动数据输入的接口。据此，在通过设备移设等移设泵的情况、将控制装置应用于已经使用了某种程度的泵的情况等中，通过以手动输入该泵的至今为止的运转历史，能够对至今为止的运转历史追加之后的运转历史。而且，由此，例如即使在更换了泵的情况下，也能够以抑制更换后的泵与现有的泵之间的磨损程度之差的扩大的方式来选择加速或减速的泵。

发明效果

如上所述，根据本发明提供的除锈装置用泵系统的控制装置，能够解决上述的课题。本发明提供的除锈装置用泵的控制装置的特征以及优点通过以下简单说明的附图、以及与其相关联地详细说明的实施方式而变得清楚。

附图说明

图1是表示热轧生产线上的除锈装置用泵系统的构成的图。

图2是表示除锈装置的动作与最高速度运转泵的所需台数的关系的例子的图。

图3是表示除锈装置的动作与最高速度运转泵的所需台数的关系的例子的图。

图4是表示除锈装置的动作与最高速度运转泵的所需台数的关系的例子的图。

图5是表示最高速度运转时间均等化模式下的加速对象泵的选择的例子的图。

图6是表示最高速度运转时间均等化模式下的减速对象泵的选择的例子的图。

图7是表示加减速次数均等化模式下的加速对象泵的选择的例子的图。

图8是表示加减速次数均等化模式下的减速对象泵的选择的例子的图。

图9是表示用于泵运转历史的手动数据输入的接口的构成的图。

附图标记说明

2热轧生产线

4A、4B粗轧机机架

6A、6B精轧机机架

8A－8J除锈装置

12除锈装置用泵系统

14共用配管

16A－16D泵

18A－18D逆变器

20控制装置

22处理器

24存储器

DS1－DS4除锈装置

W1－W4被轧制材料

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，在以下所示的实施方式中提及各要素的个数、数量、量、范围等的数值的情况下，除了特别明示的情况、原理上明确地确定为该数值的情况之外，该发明并不限定于该提及的数值。另外，以下所示的实施方式中所说明的构造，除了特别明示的情况、原理上明确地确定为该构造的情况下之外，对于该发明并不一定是必须的。

图1是表示热轧生产线上的除锈装置用泵系统的构成的图。在图1中，在热轧生产线2上，沿着箭头线所示的被轧制材料的流动方向，在上游侧配置有粗轧机机架4A、4B，在下游侧配置有精轧机机架6A、6B。在比粗轧机机架4A、4B靠上游的位置，配置有作为水压破鳞机(hydraulic scale breaker)(HSB)的除锈装置8A。在粗轧机机架4A、4B与精轧机机架6A、6B之间配置有作为精轧破鳞机(finish scale breaker)(FSB)的除锈装置8F。另外，在各轧机机架4A、4B、6A、6B的入口侧与出口侧也分别配置有除锈装置8B－8E、8G－8J。

除锈装置用泵系统12是从多个泵16A－16D通过共用配管14向上述的各除锈装置8A－8J供给高压水的系统。在本实施方式中，设有四台泵16A－16D。泵16A－16D是基于逆变器18A－18D的能够进行可变速运转的可变速泵。其中，不一定需要所有泵为可变速泵。作为本发明的实施方式，只要至少两台泵为可变速泵，则剩余的泵也可以为定速泵。

泵16A－16D的速度控制由控制装置20进行。控制装置20作为物理构成具备至少一个存储器24与至少一个处理器22。存储器24存储用于泵16A－16D的速度控制的程序，处理器22从存储器24读出程序并执行。上述程序由处理器22执行，从而使处理器22执行后述的参数计算处理与选择处理。

控制装置20为了抑制电力消耗，根据除锈装置8A－8J的动作，将泵16A－16D的运转速度在最高速度与怠速运转时的下限速度之间进行切换。怠速运转时的下限速度能够设定为任意的速度。例如，也可以将最高速度的50－60％的速度设定为下限速度。图2－图4是表示除锈装置的动作与以最高速度运转的泵(最高速度运转泵)的所需台数的关系的例子的图。在图2－图4中，用时序图示出了四张被轧制材料W1－W4依次追加四台除锈装置DS1－DS4的情况下的各除锈装置DS1－DS4的动作。

在图2中，示出了由于被轧制材料W1－W4依次进入除锈装置DS1－DS4的除锈区域而最高速度运转泵的所需台数增加的例子。首先，当开头的被轧制材料W1接近除锈装置DS1并需要基于除锈装置DS1的水喷射时，为了供水而将一台泵的运转速度切换为最高速度。之后，在除锈装置DS1中进行对后续的被轧制材料W2的水喷射的期间，当被轧制材料W1接近下一个除锈装置DS2时，在除锈装置DS2中也开始水喷射。由此，所需的供水量增加。控制装置20基于除锈装置DS1、DS2的水喷射量与最高运转速度下的泵的供水量的关系，判断是否需要增加最高速度运转泵的台数。控制装置20每当除锈装置DS1－DS4的喷射开始时就执行这种判断。然后，在判断为在当前的最高速度运转泵的台数下供水赶不上的情况下，控制装置20为了增加最高速度运转泵的台数，使正在以下限速度进行怠速运转的一台泵加速至最高速度。

在图3中，示出了由于被轧制材料W1－W4依次从除锈装置DS1－DS4的除锈区域出来而最高速度运转泵的所需台数减少的例子。首先，当末尾的被轧制材料W4通过除锈装置DS1时，不需要基于除锈装置DS1的水喷射。由此，所需的供水量减少。控制装置20基于继续喷射的除锈装置DS2、DS3、DS4的水喷射量与最高运转速度下的泵的供水量的关系，判断是否能够减少最高速度运转泵的台数。控制装置20每当除锈装置DS1－DS4的喷射停止时就执行这种判断。然后，在判断为当前的最高速度运转泵的台数相对于所需的供水量过剩的情况下，控制装置20为了减少最高速度运转泵的台数，使正在以最高速度进行运转的一台泵减速至怠速运转时的下限速度。

在图4中，示出了被轧制材料W1－W4依次进入除锈装置DS1－DS4的除锈区域，之后依次从除锈区域出来为止的期间的除锈装置DS1－DS4的动作状态的变化、以及与其相伴的最高速度运转泵的所需台数的增减的例子。每当除锈装置DS1－DS4的动作状态发生变化时，控制装置20基于所需的水喷射量与最高运转速度下的泵的供水量的关系，判断是否需要增加最高速度运转泵的台数、或是否能够减少最高速度运转泵的台数。在判断为需要增加最高速度运转泵的台数的情况下，控制装置20使正在以下限速度进行怠速运转的一台泵加速至最高速度。在判断为能够减少最高速度运转泵的台数的情况下，控制装置20使正在以最高速度进行运转的一台泵减速至怠速运转时的下限速度。

在使最高速度运转泵的台数增减的情况下，产生了应从哪个泵起优先地进行加速或减速这一问题。在控制装置20中编程有作为针对该问题的答复的处理。该处理是指参数计算处理与选择处理。参数计算处理是如下处理：针对各泵，基于运转历史来计算对磨损程度进行预测的参数值。作为参数值，准备了最高速度下的运转时间(第一参数值)、以及到最高速度为止的加速次数与从最高速度起的减速次数的合计次数(第二参数值)。

控制装置20记录从某个泵到达最高速度的瞬间起到该泵开始减速为止的时间，并保存为运转历史。在该泵再次到达最高速度的情况下，控制装置20将已记录完毕的运转历史与此次的最高速度下的运转时间相加。通过按每个泵进行这些处理，按每个泵计测最高速度下的运转时间。

另外，控制装置20在某个泵已开始至最高速度的加速的阶段，将加速次数加一次，并保存为运转历史。另外，在该泵已开始从最高速度起的减速的阶段，将减速次数加一次，并保存为运转历史。每当该泵重复加速或减速时，控制装置20就将已记录完毕的运转历史与加速次数或减速次数相加。通过按每个泵进行这些处理，按每个泵计测加速次数与减速次数的合计次数。

选择处理是如下处理：在变更最高速度运转泵的台数的情况下，以泵之间的参数值的偏差的范围变小的方式选择向最高速度加速的泵、或从最高速度减速的泵。选择处理的具体内容根据参数值是最高速度下的运转时间、还是加速次数与减速次数的合计次数而成为不同的内容。以下，将参数值为最高速度下的运转时间的情况下的选择处理称为最高速度运转时间均等化模式，将参数值为加速次数与减速次数的合计次数的情况下的选择处理称为加减速次数均等化模式。关于控制装置20采用哪种模式，操作人员能够经由控制装置20的接口(HMI)而任意地决定。

在最高速度运转时间均等化模式下，控制装置20在使进行最高速度下的运转的泵的台数增加的情况下，参照怠速运转中的泵各自的运转历史，从运转时间最短的泵起优先地进行加速。另外，控制装置20在使进行最高速度下的运转的泵的台数减少的情况下，参照最高速度下的运转中的泵各自的运转历史，从运转时间最长的泵起优先地进行减速。

图5是表示最高速度运转时间均等化模式下的加速对象泵的选择的例子的图。在没有以最高速度运转的所有泵之中，从最高速度运转时间最短的泵起优先地进行选择，并加速至最高速度。之后，在再次增加了最高速度运转泵的所需台数的情况下，从没有以最高速度运转的剩余的泵中，选择加速至最高速度的泵。在图5所示的例子中，随着最高速度运转泵的所需台数增加，以最高速度运转时间短的泵B、A、D的顺序进行加速。但是，即使在通过最高速度运转而累计最高速度运转时间发生了反转的情况下，也不进行基于累计最高速度运转时间的减速。累计最高速度运转时间始终被用作加速时的泵选择的基准。

图6是表示最高速度运转时间均等化模式下的减速对象泵的选择的例子的图。在正在以最高速度运转的所有泵之中从最高速度运转时间最长的泵起优先地进行选择，并减速至下限速度。之后，在再次减少了所需台数的情况下，从正在最高速度运转的剩余的泵中选择减速至下限速度的泵。在图6所示的例子中，随着最高速度运转泵的所需台数减少，以最高速度运转时间长的泵C、A、D、B的顺序进行减速。但是，即使在通过怠速运转而累计最高速度运转时间发生了反转的情况下，也不进行基于累计最高速度运转时间的加速。累计最高速度运转时间始终用作减速时的泵选择的基准。

根据上述的最高速度运转时间均等化模式，将累计最高速度运转时间最短的泵优先地加速，使累计最高速度运转时间最长的泵优先地减速，从而能够使各泵在最高速度下的运转时间均等化。而且，通过各泵的最高速度下的运转时间的均等化，能够延长作为除锈装置用泵系统整体的寿命。

在加减速次数均等化模式下，控制装置20在使进行最高速度下的运转的泵的台数增加的情况下，参照怠速运转中的泵各自的运转历史，从加速次数与减速次数的合计次数最少的泵起优先地进行加速。另外，控制装置20在使进行最高速度下的运转的泵的台数减少的情况下，参照最高速度下的运转中的泵各自的运转历史，从加速次数与减速次数的合计次数最少的泵起优先地进行减速。

图7是表示加减速次数均等化模式下的加速对象泵的选择的例子的图。在没有以最高速度运转的所有泵之中，从加速次数与减速次数的合计次数最少的泵起优先地进行选择，并加速至最高速度。在加速后，将加速次数加上一次。之后，在再次增加了所需台数的情况下，从没有以最高速度运转的剩余的泵中，选择加速至最高速度的泵。在图7所示的例子中，随着最高速度运转泵的所需台数增加，以加速次数与减速次数的合计次数(加减速次数)少的泵A、C、D的顺序进行加速。

图8是表示加减速次数均等化模式下的减速对象泵的选择的例子的图。在正在以最高速度运转的所有泵之中，从加速次数与减速次数的合计次数最少的泵起优先地进行选择，并减速至下限速度。在减速后，将减速次数加上一次。之后，在再次减少了所需台数的情况下，从正在以最高速度运转的剩余的泵中，选择减速至下限速度的泵。在图8所示的例子中，随着最高速度运转泵的所需台数减少，以加速次数与减速次数的合计次数少的泵D、B、C、A的顺序进行减速。

根据上述的加减速次数均等化模式，将过去的加速次数与减速次数的合计次数最小的泵优先地加速，并且，使过去的加速次数与减速次数的合计次数最小的泵优先地减速，从而能够使各泵的加速次数与减速次数的合计次数均等化。而且，通过各泵的加速次数与减速次数的合计次数的均等化，能够延长作为除锈装置用泵系统整体的寿命。

最后，对本实施方式中控制装置20所具备的接口(HMI)进行说明。

图9是表示控制装置20所具备的接口的构成的图。控制装置20所具备的接口构成为，能够进行泵运转历史的手动数据输入。即，能够针对累计最高速度运转时间与累计加减速次数分别进行向由手动输入的数据的更新。

在图9所示的例子中，由于泵C更换为新的泵，因此在累计最高速度运转时间与累计加减速次数中分别输入“0”。在将泵C更换为已经使用了某种程度的二手泵的情况下，该二手泵的至今为止的累计最高速度运转时间与累计加减速次数分别作为初期值被输入。在更换泵之后，在最高速度运转时间均等化模式与加减速次数均等化模式中，分别参照累计最高速度运转时间或累计加减速次数的更新后的值。通过具备这样的功能，即使在更换泵之后，也能够以抑制更换后的泵与现有的泵之间的磨损程度之差的扩大的方式选择加速或减速的泵。

Claims (5)

1.一种除锈装置用泵系统的控制装置，从能够进行可变速运转的多个泵通过共用配管向热轧生产线上的多个除锈装置供给高压水，其特征在于，在该除锈装置用泵系统的控制装置中，具备：

至少一个处理器；以及

存储器，存储程序，

所述程序由所述至少一个处理器执行，从而使所述至少一个处理器执行包括如下处理的处理：

参数计算处理，针对所述多个泵的各个，基于运转历史来计算对磨损程度进行预测的参数值；以及

选择处理，在变更进行最高速度下的运转的泵的台数的情况下，以使所述多个泵之间的所述参数值的偏差的范围变小的方式，选择向所述最高速度加速的泵、或从所述最高速度减速的泵。

2.如权利要求1所述的除锈装置用泵系统的控制装置，其特征在于，

在所述参数计算处理中，计算所述最高速度下的运转时间作为所述参数值，

在所述选择处理中，在使进行所述最高速度下的运转的泵的台数增加的情况下，从所述运转时间最短的泵起优先地进行加速，在使进行所述最高速度下的运转的泵的台数减少的情况下，从所述运转时间最长的泵起优先地进行减速。

3.如权利要求1所述的除锈装置用泵系统的控制装置，其特征在于，

在所述参数计算处理中，计算到所述最高速度为止的加速次数与从所述最高速度起的减速次数的合计次数作为所述参数值，

在所述选择处理中，在使进行所述最高速度下的运转的泵的台数增加的情况下，从所述合计次数最少的泵起优先地进行加速，在使进行所述最高速度下的运转的泵的台数减少的情况下，也从所述合计次数最少的泵起优先地进行减速。

4.如权利要求1所述的除锈装置用泵系统的控制装置，其特征在于，

在所述参数计算处理中，所述参数值包括第一参数值与第二参数值，计算所述最高速度下的运转时间作为所述第一参数值，计算到所述最高速度为止的加速次数与从所述最高速度起的减速次数的合计次数作为所述第二参数值，

在所述选择处理中，针对所述第一参数值与所述第二参数值中的至少一方，以使所述多个泵之间的偏差的范围变小的方式，选择向所述最高速度加速的泵或从所述最高速度起减速的泵。

5.如权利要求1至4的任一项所述的除锈装置用泵系统的控制装置，其特征在于，

所述除锈装置用泵系统的控制装置还具备接口，该接口能够进行所述运转历史的手动数据输入。

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