JP4980323B2 - Plant control diagnosis apparatus, method and program - Google Patents

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Description

本発明は、連続的に運転されるプラントの操業を制御するプラント制御システムにおけるプラント制御の悪化の兆候を検知、診断するためのプラント制御診断装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a plant control diagnosis apparatus, method, and program for detecting and diagnosing signs of deterioration in plant control in a plant control system that controls operation of a continuously operated plant.

例えば鉄鋼業の圧延プロセスにおける鋼板の連続圧延プラントのような各種プラントの電気制御系において、制御の状態が悪化する原因としては、設備劣化、プロセス状態の変化、制御外乱、計測異常、設定異常、オペレータの技能偏差や操作ミス等がある(図1を参照)。ここで、設備劣化とは、例えば圧延ロールのアクチュエータ等の設備機器の不具合(損傷、磨耗等)等である。プロセス状態の変化とは、制御対象の製造プロセス全体におけるなんらかの物理的又は化学的な状態変化である(例えば制御対象のガス組成変化や制御対象の材料成分・材質等の変動等、多岐にわたる)。制御外乱とは、制御系への外部からのノイズの影響等によるものである。計測異常とは、当該プラントに配設された、プロセス状態や各装置の状態を測定するためのセンサの測定上のトラブル等の問題であり、例えば測定環境の変化、測定誤差、応答性の影響等によるものである。   For example, in the electric control system of various plants such as a continuous rolling plant of steel sheets in the rolling process of the steel industry, the causes of deterioration of the control state are equipment deterioration, process state change, control disturbance, measurement abnormality, setting abnormality, There are operator skill deviations and operation errors (see FIG. 1). Here, the equipment deterioration is, for example, a malfunction (damage, wear, etc.) of equipment such as an actuator of a rolling roll. The process state change is any physical or chemical state change in the entire manufacturing process to be controlled (for example, a variety of gas composition changes to be controlled, material components / materials to be controlled, etc.). Control disturbance is caused by the influence of external noise on the control system. A measurement abnormality is a problem such as a measurement trouble of a sensor for measuring a process state or a state of each device arranged in the plant, for example, a change in a measurement environment, a measurement error, or an influence of responsiveness. Etc.

例えば鋼板の連続圧延プラントにおいて製造される鋼板の厚さが所望の厚さから大きく変動するとき等、自動制御中におけるプラント制御の悪化原因の特定は難しく、殆どの場合、悪化原因はすぐには断定できておらず、オペレータの判断により設定パラメータを変更したり、操業条件を緩和したりして、トライ&エラーを繰り返しているのが実情である。また、プラント制御の悪化状態が続く場合は、操業時の各種データをオフラインにて解析して異常個所を判定しなければならず、時間や人手を要してしまう。   For example, when the thickness of a steel sheet manufactured in a continuous rolling plant for steel sheets fluctuates greatly from the desired thickness, it is difficult to identify the cause of deterioration of plant control during automatic control. The situation is that it has not been determined and the trial and error are repeated by changing the setting parameters or relaxing the operation conditions according to the judgment of the operator. Further, when the plant control continues to deteriorate, it is necessary to analyze various data during operation offline to determine the abnormal part, which requires time and manpower.

特許文献1には、プロセス制御システムに関連する複数のデータ(装置、プロセス制御及び性能データ)を全体的に最適な利用ができる統合システムを提供することを課題とする発明であるプラント内のプロセス制御システムが開示されている。当該プロセス制御システムは、装置データを収集するプロセス装置監視デバイスと、プロセス制御データを収集するプロセス制御監視デバイスと、プロセス性能監視を実行し、プロセス性能データを生成するように構成されるプロセスモデルと、前記装置データ、前記プロセス制御データ、および前記プロセス性能データの内二つ以上を用いて、前記プラント内の診断機能を実行するコンピュータシステムとを備えている。   Patent Document 1 discloses a process in a plant which is an invention whose subject is to provide an integrated system capable of optimally using a plurality of data (apparatus, process control and performance data) related to a process control system as a whole. A control system is disclosed. The process control system includes a process device monitoring device that collects device data, a process control monitoring device that collects process control data, a process model configured to perform process performance monitoring and generate process performance data, And a computer system that executes a diagnostic function in the plant using two or more of the apparatus data, the process control data, and the process performance data.

特開2004−38596号公報JP 2004-38596 A

しかしながら、特許文献1に開示されたプロセス制御システムは、故障診断等を行うものであり、このように故障が発生してからそれを検出するのでは、早急且つ適切に対処することができない場合もある。よって、プラント制御の悪化を、それが発生する前又は可及的早期に捉えられるようにすることが、プラントを連続的に安定して操業する観点から強く望まれている。   However, the process control system disclosed in Patent Document 1 performs failure diagnosis and the like, and it may not be possible to deal with the failure immediately and appropriately by detecting it after the failure has occurred. is there. Therefore, it is strongly desired from the viewpoint of continuously and stably operating the plant that the deterioration of the plant control can be caught before it occurs or as soon as possible.

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、プラント制御の悪化を、それが発生する前又は可及的早期に捉えられるようにすることを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at making it possible to catch deterioration of plant control before it generate | occur | produces or as early as possible.

本発明のプラント制御診断装置は、複数の設備機器やセンサからなるプラントの操業を制御するプラント制御システムについて、プラント制御の悪化兆候を検知するためのプラント制御診断装置であり、前記プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して生成された規範モデルを保持する規範モデル保持手段と、前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値を、前記複数の設備機器やセンサから入力される信号により取得する取得手段と、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候を診断する診断手段とを備え、前記取得手段による取得処理と、前記診断手段による診断処理とをプラント制御中に所定の周期で繰り返し実行するプラント制御診断装置であって、前記複数の設備機器やセンサからなるプラントは、圧延機及びルーパを有するスタンドを鋼板の通板方向に沿って複数配置した鋼板製造プラントであり、前記規範モデル保持手段は、規範モデルとして、健全な操業状態における所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、健全な操業状態における所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方に基づいて設定された閾値を保持し、前記取得手段は、実プロセスの状態値として、前記所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、前記所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方を取得し、前記診断手段は、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、前記診断対象のスタンドで発生するルーパハンチングの兆候を診断することを特徴とする
本発明のプラント制御診断方法は、複数の設備機器やセンサからなるプラントの操業を制御するプラント制御システムについて、プラント制御の悪化兆候を検知するためのプラント制御診断方法であり、前記プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して規範モデルを生成して規範モデル保持手段に保持する規範モデル保持手順と、前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値を、前記複数の設備機器やセンサから入力される信号により取得する取得手順と、前記取得手順により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候を診断する診断手順とを有し、前記取得手順と、前記診断手順とをプラント制御中に所定の周期で繰り返し実行するプラント制御診断方法であって、前記複数の設備機器やセンサからなるプラントは、圧延機及びルーパを有するスタンドを鋼板の通板方向に沿って複数配置した鋼板製造プラントであり、前記規範モデル保持手順では、規範モデルとして、健全な操業状態における所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、健全な操業状態における所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方に基づいて設定された閾値を前記規範モデル保持手段に保持し、前記取得手順では、実プロセスの状態値として、前記所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、前記所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方を取得し、前記診断手順では、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、前記診断対象のスタンドで発生するルーパハンチングの兆候を診断することを特徴とする
本発明のプログラムは、複数の設備機器やセンサからなるプラントの操業を制御するプラント制御システムについて、プラント制御の悪化兆候を検知するための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり前記プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して生成された規範モデルを保持する規範モデル保持手段と、前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値を、前記複数の設備機器やセンサから入力される信号により取得する取得手段と、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候を診断する診断手段としてコンピュータを機能させ前記取得手段による取得処理と、前記診断手段による診断処理とをプラント制御中に所定の周期で繰り返し実行するプログラムであって、前記複数の設備機器やセンサからなるプラントは、圧延機及びルーパを有するスタンドを鋼板の通板方向に沿って複数配置した鋼板製造プラントであり、前記規範モデル保持手段は、規範モデルとして、健全な操業状態における所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、健全な操業状態における所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方に基づいて設定された閾値を保持し、前記取得手段は、実プロセスの状態値として、前記所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、前記所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方を取得し、前記診断手段は、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、前記診断対象のスタンドで発生するルーパハンチングの兆候を診断することを特徴とする
The plant control diagnostic apparatus of the present invention, the plant control system for controlling the operation of a plant comprising a plurality of equipment and sensors, a plant control diagnostic apparatus for detecting the deterioration signs of plant control, the plant control system A reference model holding means for holding a reference model generated by quantifying a healthy operating state, and a state value of an actual process at the time of operation of the plant control system by signals input from the plurality of equipment and sensors An acquisition means for acquiring, a diagnostic means for diagnosing a sign of deterioration in plant control by comparing the state value of the actual process acquired by the acquisition means with the value of the reference model held by the reference model holding means The acquisition process by the acquisition unit and the diagnosis process by the diagnosis unit are performed in a predetermined cycle during plant control. In a repeating run to pulp plant controller diagnostic apparatus, a plant comprising a plurality of equipment or sensors located in the rolling mill and a plurality placed steel plate manufacturing plant along the sheet passing direction of the stand steel sheet having a looper The reference model holding means includes, as a reference model, a frequency analysis value of a mill current for a rolling mill of a predetermined downstream stand in a healthy operating state, and a tension to the rolling mill of a predetermined upstream stand in a healthy operating state. Holding the threshold value set based on both or any one of the frequency analysis value of, the acquisition means, as the state value of the actual process, the frequency analysis value of the mill current for the rolling mill of the predetermined downstream stand, And obtaining both or one of the frequency analysis values of the tension with respect to the predetermined upstream stand rolling mill, and the diagnostic means The state value of the actual process acquired by the acquisition unit and the value of the reference model held by the reference model holding unit are compared to diagnose signs of looper hunting occurring at the diagnosis target stand. It is characterized by that .
Plant control diagnostic methods of the invention, the plant control system for controlling the operation of a plant comprising a plurality of equipment and sensors, a plant control diagnostic method for detecting the deterioration signs of plant control, the plant control system A reference model holding procedure for quantifying a healthy operating state to generate a reference model and holding it in the reference model holding means, and a state value of an actual process at the time of operation of the plant control system, from the plurality of equipment and sensors The acquisition procedure acquired by the input signal, the state value of the actual process acquired by the acquisition procedure, and the value of the normative model held by the normative model holding unit are compared, and an indication of deterioration in plant control is obtained. A diagnostic procedure for diagnosing the problem, and the acquisition procedure and the diagnostic procedure are repeated at a predetermined cycle during plant control. A run to pulp plant control diagnostic method, the plant comprising a plurality of equipment and sensors are steel production plant in which a plurality arranged along the stand with rolling mill and looper in the sheet passing direction of the steel sheet, said In the reference model holding procedure, as a reference model, the frequency analysis value of the mill current for the rolling mill of a predetermined downstream stand in a healthy operating state, and the frequency of the tension for the rolling mill of a predetermined upstream stand in a healthy operating state The threshold value set based on both or either of the analysis values is held in the reference model holding means, and in the acquisition procedure, the mill current of the rolling mill of the predetermined downstream stand is set as the actual process state value. Either or both of the frequency analysis value and the frequency analysis value of the tension for the predetermined upstream stand rolling mill are taken. In the diagnosis procedure, a looper generated in the diagnosis target stand is compared by comparing the state value of the actual process acquired by the acquisition unit with the value of the reference model held by the reference model holding unit. It is characterized by diagnosing signs of hunting .
Program of the present invention, the plant control system for controlling the operation of a plant comprising a plurality of equipment and sensors, a program for executing a process for detecting the deterioration signs of plant control to the computer, the plant control The reference model holding means for holding the reference model generated by quantifying the sound operating state of the system, and the actual process state value at the time of operation of the plant control system are input from the plurality of equipment and sensors. obtaining means for obtaining the signal, it compares the status value of the actual process obtained by the obtaining means and the value of the reference model, which is held by the reference model holding unit, for diagnosing the deterioration signs of plant control cause the computer to function as a diagnostic tool, an acquisition process by the acquisition means, by said diagnosis means A running to that program repeatedly at a predetermined cycle and a cross-sectional process in plant control plant comprising the plurality of equipment and sensors along the stand with rolling mill and looper in the sheet passing direction of the steel sheet more The reference model holding means includes, as a reference model, a frequency analysis value of a mill current for a rolling mill of a predetermined downstream stand in a healthy operating state and a predetermined upstream in a healthy operating state as a reference model. A threshold value set based on both or one of the frequency analysis values of the tension with respect to the rolling mill of the side stand is held, and the acquisition means is the state value of the actual process with respect to the rolling mill of the predetermined downstream stand Either or both of the frequency analysis value of the mill current and the frequency analysis value of the tension for the predetermined upstream stand rolling mill The diagnosis means compares the state value of the actual process acquired by the acquisition means with the value of the reference model held by the reference model holding means, and It is characterized by diagnosing signs of generated looper hunting .

本発明によれば、プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値と、プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して生成された規範モデルとを比較して、プラント制御の悪化兆候、すなわちプラント制御の悪化が発生する前段階の状態及び悪化が発生しているが、まだ表面上現れていない初期段階の状態を診断することができる。これにより、プラント制御の悪化を、それが発生する前又は可及的早期に捉えることができ、プラントを連続的に安定して操業することが可能になる。   According to the present invention, the state value of the actual process at the time of operation of the plant control system is compared with the reference model generated by quantifying the sound operation state of the plant control system. It is possible to diagnose the state of the previous stage where the deterioration of the plant control occurs and the state of the initial stage where the deterioration has occurred but has not yet appeared on the surface. Thereby, deterioration of plant control can be caught before it occurs or as soon as possible, and the plant can be operated continuously and stably.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1に、本発明の実施形態に係るプラント制御システム及びプラント制御診断装置の概略構成を示す。同図に示すように、プラント51を制御するプラント制御システム50の上位に、プラント制御診断装置10が設置されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a plant control system and a plant control diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a plant control diagnostic apparatus 10 is installed above a plant control system 50 that controls a plant 51.

プラント制御システム50において、51は各種の設備機器・装置例えばアクチュエータ、及び製造プロセス(以下では単にプロセスとも記す)等を含むプラントである。52はコントローラ(プラント制御装置)であり、プラント51に駆動信号を出力してプラント51を操業・稼動させるために制御する。53はセンサであり、多くの場合には複数の種類で複数個が配設されており、プラント51を構成する各設備機器・装置の動作状況、プロセスの温度、被加工材の搬送速度、厚さ等、プラント51の各種状態量を時々刻々測定する。54は設定器であり、プラント51を所望の状態で操業・稼動させるために、制御の目標値に関する各種設定をオペレータ等が行う。   In the plant control system 50, 51 is a plant including various equipment and devices such as actuators and manufacturing processes (hereinafter also simply referred to as processes). Reference numeral 52 denotes a controller (plant control device) that outputs a drive signal to the plant 51 and controls the plant 51 to operate and operate. 53 is a sensor, and in many cases, a plurality of sensors are arranged, and the operation status of each equipment and device constituting the plant 51, the temperature of the process, the conveying speed of the workpiece, the thickness For example, various state quantities of the plant 51 are measured every moment. Reference numeral 54 denotes a setter, and an operator or the like makes various settings related to the target value for control in order to operate and operate the plant 51 in a desired state.

コントローラ52は、オペレータからの指示や設定器54でなされた設定に基づいてプラント51を制御する。また、プラント51の各種状態量はセンサ53により時々刻々測定され、その測定データがコントローラ52に入力される。また、測定データの中には、設定器53又はオペレータへの表示器(図示せず)に入力されるものもある。そして、コントローラ52は、センサ53による測定データ及び設定器54で入力された目標値に基づいてフィードバック制御を実行する。また、設定器54は、センサ53による測定データに基づいて必要に応じて設定内容を変更する。なお、図1では、識別し易くするためにセンサ53をプラント51の外部に分離して記載しているが、通常はプラント内部に配設されていることが多く、又、設備機器・装置自体に組み込まれていることもある。   The controller 52 controls the plant 51 based on an instruction from the operator or a setting made by the setting device 54. Various state quantities of the plant 51 are measured every moment by the sensor 53, and the measurement data is input to the controller 52. Some of the measurement data is input to the setting device 53 or a display (not shown) to the operator. Then, the controller 52 executes feedback control based on the measurement data from the sensor 53 and the target value input by the setting device 54. The setting device 54 changes the setting contents as necessary based on the measurement data obtained by the sensor 53. In FIG. 1, the sensor 53 is shown separated from the outside of the plant 51 for easy identification. However, the sensor 53 is usually arranged inside the plant, and the equipment / device itself. Sometimes it is built in.

プラント制御診断装置10において、11は規範モデル保持部であり、プラント制御システム50の健全な操業状態を定量化して生成された規範モデルを保持する。規範モデルは、プラントの操業中にオンラインで、或いは、事前にプラントの操業とは別にオフラインでのシミュレーション計算や実測データに基づいた検証等を行って、プラント制御システム50の健全な操業状態を予め定量化して表したモデルである。ここで、「健全な操業状態」とは、プラントの操業によって所望の規格の製品が連続的に且つ安定して生産することができる、プラントすなわち設備機器・装置及びプロセスの状態を意味する。   In the plant control diagnostic apparatus 10, reference numeral 11 denotes a reference model holding unit, which holds a reference model generated by quantifying the sound operation state of the plant control system 50. The reference model can be used to check the sound operating state of the plant control system 50 in advance by performing on-line simulation calculation or verification based on actual measurement data in advance during plant operation or offline in advance of plant operation. This is a model that is quantified. Here, the “sound operating state” means a state of a plant, that is, equipment, an apparatus, and a process in which a product having a desired standard can be continuously and stably produced by operating the plant.

ここで、規範モデルとしては、例えば下記の(1)〜(3)が挙げられる。
(1)プラント51の健全な操業状態を数式モデルにて表現しておき、当該数式モデルと、各種プロセス状態データ(センサ53による測定データ)や、機器例えばアクチュエータの操作量(コントローラ52から出力される駆動信号やセンサ53での測定データ)とに基づいて、プラント制御(すなわち操業)を行いながら並行してプラント制御の結果を予測するオンラインでのシミュレーションを実施し、それにより得られる各種プロセス状態を表す計算値(以下では、シミュレーション情報ともいう)。
この場合は、図1に示すように、プラント制御診断装置10が規範モデル生成部16を備え、規範モデル生成部16がオンライんでシミュレーションを実施し、それにより得られるシミュレーション情報を規範モデル保持部11に格納する。
Here, examples of the normative model include the following (1) to (3).
(1) The healthy operating state of the plant 51 is expressed by a mathematical model, and the mathematical model, various process state data (measurement data by the sensor 53), and the operation amount of an apparatus such as an actuator (output from the controller 52). On-line simulation to predict the result of plant control in parallel while performing plant control (that is, operation) based on the drive signal and measurement data from sensor 53), and various process states obtained thereby Calculated value (hereinafter also referred to as simulation information).
In this case, as shown in FIG. 1, the plant control diagnosis apparatus 10 includes a reference model generation unit 16, and the reference model generation unit 16 is on-line to perform simulation, and the simulation information obtained thereby is stored in the reference model holding unit 11. To store.

(2)プラント制御システム50の健全な操業状態における各種プロセス状態データ(プロセス状態データそのものでもよいし、そこから導出される閾値等の情報でもよい)、及び当該データに対して所定の解析法を実施して得られる結果である解析値。各種プロセス状態データに対して実施する所定の解析法としては、例えばFFT(Finite Fourier transform)解析やウェーブレット変換等の信号処理又はデータ処理の分野で公知の手法が挙げられる。 (2) Various process state data in the healthy operating state of the plant control system 50 (the process state data itself may be information such as a threshold value derived therefrom), and a predetermined analysis method for the data Analytical value that is the result obtained by implementation. Examples of the predetermined analysis method performed on various process state data include known methods in the field of signal processing or data processing such as FFT (Finite Fourier transform) analysis and wavelet transform.

(3)プラント制御システム50の健全な操業状態における設備機器・装置例えばアクチュエータの操作量(絶対値でも変化量でもよい)とプロセス状態データ(絶対値でも変化量でもよい)との相関を表す情報。一例を挙げれば、図8に示すような鋼板製造プラントの圧加制御における圧加シリンダの操作量と圧加荷重との相関や、流体制御における流量調節弁の開度と流量や圧力等との相関がある。なお、ここで「相関」は、例えば、図、テーブル、又は、各種のプロセス状態の変数を含んだ定式で表現することができる。 (3) Information indicating the correlation between the amount of operation (equal to absolute value or change) of the equipment or device, for example, an actuator, in the sound operation state of the plant control system 50 and the process state data (may be absolute value or change) . For example, the correlation between the operation amount of the pressurizing cylinder and the pressurization load in the pressurization control of the steel plate manufacturing plant as shown in FIG. 8, the opening degree of the flow control valve in the fluid control, the flow rate, the pressure, etc. There is a correlation. Here, the “correlation” can be expressed by, for example, a figure, a table, or a formula including variables of various process states.

図1のプラント制御診断装置10内の12は取得部であり、プラント制御システム50の操業時の実プロセスの状態値を取得する。ここで、実プロセスの状態値とは、プラントの実際の操業における、プラント制御システム50内の各設備機器・装置やセンサから時々刻々又は所定の時間間隔で入力されるところの、設備機器・装置例えばアクチュエータの操作量やプロセス状態データ、及びそれらを所定の解析方法を用いして解析して得られた解析値をいう。すなわち、取得部12には、必要に応じて例えば周波数解析等の解析機能を持たせておく。なお、ここで取得する実プロセスの状態値の種類・内訳は、異常の発生を診断する各制御対象の設備・プロセスに応じて適宜選択するようにしてもよい。   Reference numeral 12 in the plant control diagnosis apparatus 10 of FIG. 1 denotes an acquisition unit that acquires a state value of an actual process when the plant control system 50 is in operation. Here, the state value of the actual process refers to the facility equipment / device that is input from the facility equipment / device or sensor in the plant control system 50 every moment or at predetermined time intervals in the actual operation of the plant. For example, the operation amount of the actuator, process state data, and analysis values obtained by analyzing them using a predetermined analysis method. That is, the acquisition unit 12 is provided with an analysis function such as frequency analysis as necessary. Note that the type and breakdown of the status values of the actual process acquired here may be appropriately selected according to the equipment / process of each control target for diagnosing the occurrence of abnormality.

プラント制御診断装置10内の13は診断部であり、取得部12により取得された実プロセスの状態値と、規範モデル保持部11により保持されている、当該プロセスの状態値に対応する規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候、つまり異常や劣化等の悪化が発生し、増大・進展する傾向があるかどうかを診断する。ここで悪化兆候とは、プラント制御の悪化が発生する前段階の状態及び悪化が発生しているが、まだ表面上現れていない初期段階の状態をいうものとする。また、比較には、単に1種類のデータ値又はその微分等の計算結果に対して閾値処理にて判定する場合もあれば、複数の種類のデータ値を基にして多次元相関等により判定する場合もある。   Reference numeral 13 in the plant control diagnosis apparatus 10 is a diagnosis unit, which is the state value of the actual process acquired by the acquisition unit 12 and the reference model corresponding to the state value of the process held by the reference model holding unit 11. By comparing with the value, it is diagnosed whether there is a tendency to increase / develop, as a sign of deterioration of plant control, that is, deterioration such as abnormality or deterioration occurs. Here, the sign of deterioration refers to a state in a previous stage where deterioration of plant control occurs and a state in an initial stage where deterioration has occurred but has not yet appeared on the surface. Further, for comparison, there may be a case where a threshold value process is used for a calculation result such as one type of data value or a derivative thereof, or a determination is made by multidimensional correlation or the like based on a plurality of types of data values. In some cases.

また、診断部13は、プラント制御の悪化兆候の原因についても診断するようにしてもよい。この場合、取得部12により取得された実プロセスの状態値と規範モデル保持部11により保持されている規範モデルにおけるプロセスの状態値とを比較したときの差異発生状況と、プラント制御の悪化兆候の原因情報との関係を、予め過去の操業データや実験に基づき生成しておき、原因情報保持部17に保持させておく。そして、当該原因情報を用いて、プラント制御の悪化兆候の原因について推定して診断する。この診断結果はモニタ等の表示装置の画面上に表示する(図示せず)。また、診断結果によってはアラームや赤色灯で構成した警報装置を作動させてもよい。   Moreover, you may make it the diagnosis part 13 diagnose also about the cause of the deterioration sign of plant control. In this case, the difference occurrence situation when the state value of the actual process acquired by the acquisition unit 12 and the state value of the process in the reference model held by the reference model holding unit 11 are compared, and signs of deterioration in plant control. The relationship with the cause information is generated in advance based on past operation data and experiments, and is held in the cause information holding unit 17. Then, using the cause information, the cause of the deterioration sign of plant control is estimated and diagnosed. The diagnosis result is displayed on a screen of a display device such as a monitor (not shown). Further, depending on the diagnosis result, an alarm device composed of an alarm or a red light may be activated.

以上で記載した取得部12による実プロセスの状態値の取得処理と、診断部13によるプラント制御の悪化兆候の診断処理とは、プラント制御中に、例えば数百m秒〜数分の周期的に繰り返し実行する。これにより、プラント制御システム50の稼動中(自動制御中)にリアルタイムでプラント制御の悪化兆候を診断することができる。   The acquisition process of the state value of the actual process by the acquisition unit 12 described above and the diagnosis process of the deterioration sign of the plant control by the diagnosis unit 13 are periodically performed, for example, from several hundred milliseconds to several minutes during the plant control. Run repeatedly. Thereby, it is possible to diagnose a sign of deterioration in plant control in real time while the plant control system 50 is in operation (during automatic control).

プラント制御診断装置10内の14は原因−状態回復措置情報保持部であり、診断部13で導出したプラント制御の悪化兆候の原因と、その状態を回復させるための状態回復措置情報とを対応付けて保持する。プラント制御の悪化兆候の原因と、その状態を回復させるための状態回復措置情報との対応付けは、過去にオペレータが行った状態回復操作実績を基にして生成される場合もあれば、その原因発生の物理的メカニズムを基にして技術検討した上で生成される場合もある。この原因と状態回復措置情報の対応付けは、予め生成され、原因−状態回復措置情報保持部14に保持されている。   14 in the plant control diagnosis apparatus 10 is a cause-state recovery measure information holding unit, which associates the cause of the deterioration sign of the plant control derived by the diagnosis unit 13 with the state recovery measure information for recovering the state. Hold. The correspondence between the cause of the deterioration sign of plant control and the state recovery measure information for recovering the state may be generated based on the past state recovery operation results performed by the operator, and the cause In some cases, it is generated after a technical study based on the physical mechanism of generation. The association between the cause and the state recovery measure information is generated in advance and held in the cause-state recovery measure information holding unit 14.

15は状態回復措置実行部であり、診断部13により診断された原因に基づいて、状態回復措置情報保持部14の状態回復措置情報を参照し、適切な状態回復措置を選択し実行する。状態回復措置としては、コントローラ52へ状態回復のための設備動作を実行するように指令を出力し、自動的に回復措置を行わせる。状態回復のための設備動作としては、予め決められた手順に基づいて自動で設備動作を行う、制御アルゴリズムを自動選択する、制御に関わる制御ゲイン等のパラメータや設定値の自動変更を行う等、コントローラ52の制御プログラムで既定できるものである。また、自動回復措置として、その対応をオペレータにガイダンスしオペレータに作業させるようにしてもよい。例えば、将来状態予測、候補アクションの応答予測、熟練オペレータの模範アクションと結果比較、アクションガイダンス等を不図示のモニタ等を通じてオペレータにガイダンスするようにしてもよい。   A state recovery measure execution unit 15 refers to the state recovery measure information in the state recovery measure information holding unit 14 based on the cause diagnosed by the diagnosis unit 13, and selects and executes an appropriate state recovery measure. As the state recovery measure, a command is output to the controller 52 to execute the equipment operation for the state recovery, and the recovery measure is automatically performed. As equipment operation for state recovery, equipment operation is automatically performed based on a predetermined procedure, a control algorithm is automatically selected, a parameter such as a control gain related to control and a setting value are automatically changed, etc. This can be determined by the control program of the controller 52. In addition, as an automatic recovery measure, the operator may be guided to the response and the operator may be allowed to work. For example, future operator prediction, candidate action response prediction, expert operator model action and result comparison, action guidance, and the like may be provided to the operator through a monitor (not shown).

(具体例)
以下、本発明の具体例を説明する。本例では、タンデム圧延機を備えた鋼板製造プラント1を説明する。そして、プラント制御の悪化兆候として、ルーパハンチングの兆候を規範モデル(2)の健全な操業状態におけるプロセス状態データとの比較を行うことにより診断する。
(Concrete example)
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. In this example, a steel plate manufacturing plant 1 equipped with a tandem rolling mill will be described. Then, as a sign of deterioration in plant control, a sign of looper hunting is diagnosed by comparing it with the process state data in the healthy operating state of the reference model (2).

図2には、タンデム圧延機を備えた鋼板製造プラント1の例を示す。この鋼板製造プラント1が、図1に示すプラント51の例である。タンデム圧延機は、鋼板Sの通板方向Dに沿って配置された複数のスタンドを有する。ここでは、各スタンドを、上流側より順次第1スタンド101、第2スタンド102、第3スタンド103、…と呼び、各スタンドを総称してスタンド100と呼ぶ。各スタンド100には、圧延機110が配置される。例えば、製鋼プラントで製造されたスラブは、加熱炉で加熱され、粗圧延機及び仕上げ圧延機により圧延されて、帯状の連続的に長い鋼板Sが製造される。なお、ここでは、仕上げ圧延機のみを図示している。   In FIG. 2, the example of the steel plate manufacturing plant 1 provided with the tandem rolling mill is shown. This steel plate manufacturing plant 1 is an example of the plant 51 shown in FIG. The tandem rolling mill has a plurality of stands arranged along the sheet passing direction D of the steel plate S. Here, the respective stands are sequentially referred to as a first stand 101, a second stand 102, a third stand 103,... From the upstream side, and the respective stands are collectively referred to as a stand 100. Each stand 100 is provided with a rolling mill 110. For example, a slab manufactured in a steelmaking plant is heated in a heating furnace and rolled by a roughing mill and a finish rolling mill, and a strip-like continuous long steel plate S is manufactured. Here, only the finish rolling mill is illustrated.

鋼板製造プラント1は、プラント制御装置2により制御される。このプラント制御装置2が、図1に示したコントローラ52及び設定器54の例である。プラント制御装置2は、スタンド100毎に配置されたルーパ制御部210を有し、各ルーパ制御部210によりスタンド100をそれぞれルーパ制御する。   The steel plate manufacturing plant 1 is controlled by a plant control device 2. This plant control apparatus 2 is an example of the controller 52 and the setting device 54 shown in FIG. The plant control apparatus 2 has a looper control unit 210 arranged for each stand 100, and each of the looper control units 210 performs looper control of the stand 100.

次に、図3を参照して、各スタンド100の構成について説明する。図3に示すように、各スタンド100内には、圧延機110とルーパ120とが配置される。   Next, the configuration of each stand 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a rolling mill 110 and a looper 120 are arranged in each stand 100.

圧延機110は、鋼板Sに対する圧延工程を実施する。圧延機110は、一対のワークロール111と、一対のバックアップロールと、ミルモータ112と、ASR(速度制御器)113とを有する。一対のワークロール111は、鋼板Sを挟んで配置され、一対のバックアップロールは、この一対のワークロール111を挟んで配置される。バックアップロールは、ワークロール111を鋼板Sの方向に付勢し、この付勢力により上下一対のワークロール111が鋼板Sを圧延する。なお、このバックアップロールは、説明の便宜上省略している。また、ワークロール111とバックアップロールとの間には、中間ロール(図示せず)が配置されてもよい。   The rolling mill 110 performs a rolling process on the steel sheet S. The rolling mill 110 includes a pair of work rolls 111, a pair of backup rolls, a mill motor 112, and an ASR (speed controller) 113. The pair of work rolls 111 are disposed with the steel plate S interposed therebetween, and the pair of backup rolls are disposed with the pair of work rolls 111 interposed therebetween. The backup roll urges the work roll 111 in the direction of the steel sheet S, and the pair of upper and lower work rolls 111 roll the steel sheet S by this urging force. This backup roll is omitted for convenience of explanation. An intermediate roll (not shown) may be disposed between the work roll 111 and the backup roll.

ミルモータ112は、ワークロール111を回転させる。ミルモータ112がワークロール111を回転させることにより、ワークロール111と接触している鋼板Sが通板方向Dに通板される。   The mill motor 112 rotates the work roll 111. When the mill motor 112 rotates the work roll 111, the steel plate S in contact with the work roll 111 is passed in the plate passing direction D.

ASR113は、ミルモータ112を速度制御する。ASR113は、プラント制御装置2によって制御される。より具体的には、ASR113は、プラント制御装置2のルーパ制御部210からロール速度指令信号を取得する。そして、ASR113は、ワークロール111の回転速度がこのロール速度指令信号を満たす(一致する)ように、ミルモータ112にミル電流を出力してミルモータ112を回転させる。この際、ASR113は、ミルモータ112を、ワークロール111又はミルモータ112の回転速度によりフィードバック制御してもよい。   The ASR 113 controls the speed of the mill motor 112. The ASR 113 is controlled by the plant control device 2. More specifically, the ASR 113 acquires a roll speed command signal from the looper control unit 210 of the plant control device 2. Then, the ASR 113 outputs a mill current to the mill motor 112 to rotate the mill motor 112 so that the rotation speed of the work roll 111 satisfies (matches) this roll speed command signal. At this time, the ASR 113 may feedback control the mill motor 112 based on the rotation speed of the work roll 111 or the mill motor 112.

上記構成を有する圧延機110が鋼板Sに沿って複数配置され、それぞれの圧延機110が鋼板Sを圧延することにより、鋼板Sの熱間連続圧延工程が実施される。この際、各スタンド100のワークロール111の回転速度が、鋼板Sの通板速度を決定すると共に、鋼板Sの各スタンド100間の張力Tを決定する。一方、鋼板Sの厚みは、各圧延機110を通過するに従い薄くなり、且つ、各スタンド100の全てのワークロール111の回転速度を精密に制御することは難しい。そこで、安定した製造工程の実施を行うために、各圧延機110間の鋼板Sの張力Tを調整するルーパ120が設けられる。   A plurality of rolling mills 110 having the above configuration are arranged along the steel sheet S, and each of the rolling mills 110 rolls the steel sheet S, whereby the hot continuous rolling process of the steel sheet S is performed. At this time, the rotational speed of the work roll 111 of each stand 100 determines the sheet passing speed of the steel sheet S and also determines the tension T between the stands 100 of the steel sheet S. On the other hand, the thickness of the steel sheet S becomes thinner as it passes through each rolling mill 110, and it is difficult to precisely control the rotation speed of all the work rolls 111 of each stand 100. Therefore, in order to perform a stable manufacturing process, a looper 120 for adjusting the tension T of the steel sheet S between the rolling mills 110 is provided.

ルーパ120は、鋼板Sの張力調整工程を実施する。ルーパ120が実施する張力調整工程は、上記圧延機110が実施する圧延工程と連続して行われる。   The looper 120 performs a tension adjusting process for the steel sheet S. The tension adjusting process performed by the looper 120 is performed continuously with the rolling process performed by the rolling mill 110.

ルーパ120は、ルーパロール121と、ルーパモータ123と、ASR(速度制御器)124とを有する。ルーパロール121は、回転軸を中心に回転可能に、鋼板Sに当接するように配置される。また、ルーパモータ123は、ルーパモータ123の回転軸とは異なる回転中心122を中心に、ルーパロール121を回動させる。つまり、ルーパモータ123が、回転中心122を中心にルーパロール121を回転させることにより、ルーパロール121を鋼板Sに付勢させて、鋼板Sの張力Tが調整される。   The looper 120 includes a looper roll 121, a looper motor 123, and an ASR (speed controller) 124. The looper roll 121 is disposed so as to be in contact with the steel sheet S so as to be rotatable about a rotation axis. The looper motor 123 rotates the looper roll 121 around a rotation center 122 that is different from the rotation axis of the looper motor 123. In other words, the looper motor 123 rotates the looper roll 121 around the rotation center 122 to urge the looper roll 121 toward the steel sheet S, and the tension T of the steel sheet S is adjusted.

ASR124は、ルーパモータ123を速度制御する。ASR124は、プラント制御装置2によって制御される。より具体的には、ASR124は、プラント制御装置2のルーパ制御部210からルーパモータ速度指令信号を取得する。そして、ASR124は、ルーパモータ123の回転速度がこのルーパモータ速度指令信号を満たす(一致する)ように、ルーパモータ123に電流を出力してルーパモータ123を回転させる。この際、ASR124は、ルーパモータ123を、ルーパモータ123の回転速度によりフィードバック制御してもよい。   The ASR 124 controls the speed of the looper motor 123. The ASR 124 is controlled by the plant control device 2. More specifically, the ASR 124 acquires a looper motor speed command signal from the looper control unit 210 of the plant control device 2. The ASR 124 then outputs a current to the looper motor 123 to rotate the looper motor 123 so that the rotational speed of the looper motor 123 satisfies (matches) this looper motor speed command signal. At this time, the ASR 124 may feedback-control the looper motor 123 based on the rotation speed of the looper motor 123.

上述した圧延機110及びルーパ120は、プラント制御装置2によりループ制御される。ループ制御とは、特にフィードバック制御の一種であり、鋼板Sの張力Tとルーパ角度θをフィードバック信号として、フィードバック信号が所定の指令値と一致するように、圧延機110及びルーパ120を制御する制御方法である。このルーパ制御等を行うために、各スタンド100には各種の測定器(センサ)が配置される。この測定器の一例について説明する。   The rolling mill 110 and the looper 120 described above are loop-controlled by the plant control device 2. The loop control is a kind of feedback control, in particular, and controls the rolling mill 110 and the looper 120 so that the feedback signal matches a predetermined command value using the tension T of the steel sheet S and the looper angle θ as feedback signals. Is the method. In order to perform this looper control and the like, each stand 100 is provided with various measuring instruments (sensors). An example of this measuring device will be described.

図3に示すスタンド100中には、ルーパ角度測定器131と、ルーパ張力測定器132と、ミル電流測定器133とが配置される。これら測定器131〜133が、図1に示したセンサ53の例である。   In the stand 100 shown in FIG. 3, a looper angle measuring device 131, a looper tension measuring device 132, and a mill current measuring device 133 are arranged. These measuring instruments 131 to 133 are examples of the sensor 53 shown in FIG.

ルーパ角度測定器131は、ルーパモータ123がルーパ120を回転中心122を中心に回動させる角度θを測定する。ルーパモータ123は、このルーパ120の角度θを主なフィードバック信号としてフィードバック制御される。つまり、鋼板Sの張力Tは、主に各スタンド100の圧延機110の回転速度の相対関係により決定されるが、ルーパ120が、このスタンド100間の鋼板Sの弛みや張力Tの変動を抑制する。そのため、ルーパ120は、例えば角度θが一定になるように制御されてもよく、更に張力Tが大きすぎるときには角度θが小さくなり、張力Tが小さすぎるときには角度θが大きくなるように制御されることも可能である。よって、このルーパ120の角度θは、主にルーパ120の動作状態を反映しており、間接的には圧延機110の動作状態をも反映した値となる。   The looper angle measuring device 131 measures an angle θ at which the looper motor 123 rotates the looper 120 about the rotation center 122. The looper motor 123 is feedback controlled using the angle θ of the looper 120 as a main feedback signal. That is, the tension T of the steel sheet S is mainly determined by the relative relationship of the rotation speed of the rolling mill 110 of each stand 100, but the looper 120 suppresses the slackness of the steel sheet S between the stands 100 and the fluctuation of the tension T. To do. Therefore, the looper 120 may be controlled so that, for example, the angle θ is constant, and further, the angle θ is decreased when the tension T is too large, and the angle θ is increased when the tension T is too small. It is also possible. Therefore, the angle θ of the looper 120 mainly reflects the operation state of the looper 120, and indirectly reflects the operation state of the rolling mill 110.

ルーパ張力測定器132は、鋼板Sの張力Tを測定するために、ルーパ120に印加されている張力を測定する。つまり、ルーパ120は、鋼板Sに付勢されているため、このルーパ120が鋼板Sから受ける反作用力は、鋼板Sの張力Tを反映している。よって、ルーパ張力測定器132は、鋼板Sからの反作用力を測定することにより鋼板Sの張力Tを測定する。なお、図3では、ルーパ張力測定器132として、ルーパロール121に印加された張力Tを測定する測定器を示しているが、このルーパ張力測定器132は、例えばルーパモータ123のトルクから張力Tを算出する測定器であってもよく、鋼板Sから直接張力Tを測定する測定器であってもよい。上述したように張力Tは、主に各スタンド100の圧延機110の回転速度の相対関係により決定される。よって、張力Tは、主に圧延機110の動作状態を反映した値となり、各圧延機110は、この張力Tをフィードバック信号としてフィードバック制御される。なお、張力Tは、上述のようにルーパ120により調整されるため、ルーパ120の動作状態をも間接的に反映した値となる。   The looper tension measuring device 132 measures the tension applied to the looper 120 in order to measure the tension T of the steel sheet S. That is, since the looper 120 is biased by the steel plate S, the reaction force that the looper 120 receives from the steel plate S reflects the tension T of the steel plate S. Therefore, the looper tension measuring device 132 measures the tension T of the steel sheet S by measuring the reaction force from the steel sheet S. In FIG. 3, a measuring instrument that measures the tension T applied to the looper roll 121 is shown as the looper tension measuring instrument 132, but the looper tension measuring instrument 132 calculates the tension T from the torque of the looper motor 123, for example. It may be a measuring instrument that measures the tension T directly from the steel sheet S. As described above, the tension T is mainly determined by the relative relationship of the rotational speed of the rolling mill 110 of each stand 100. Therefore, the tension T is a value mainly reflecting the operation state of the rolling mill 110, and each rolling mill 110 is feedback-controlled using the tension T as a feedback signal. Since the tension T is adjusted by the looper 120 as described above, the tension T is a value that indirectly reflects the operation state of the looper 120.

ミル電流測定器133は、ミルモータ112に印加されるミル電流Iを測定する。ミル電流Iは、駆動信号の一例であって、フィードバック制御における圧延機110の駆動信号である。つまり、圧延機110は、主に張力Tをフィードバック信号としたフィードバック制御されるので、このミル電流Iは、フィードバック信号に基づいて生成される。より具体的には、張力Tが大きすぎる場合には、張力Tが小さくなる値のミル電流Iが生成され、張力Tが小さすぎる場合には、張力Tが大きくなる値のミル電流Iが生成される。   The mill current measuring device 133 measures the mill current I applied to the mill motor 112. The mill current I is an example of a drive signal, and is a drive signal for the rolling mill 110 in feedback control. That is, the rolling mill 110 is feedback controlled mainly using the tension T as a feedback signal, so that the mill current I is generated based on the feedback signal. More specifically, when the tension T is too large, a mill current I having a value that reduces the tension T is generated, and when the tension T is too small, a mill current I having a value that increases the tension T is generated. Is done.

次に、図3を参照して、更にプラント制御装置2の構成について説明する。図3に示すように、プラント制御装置2は、各スタンド100に対応して、目標張力設定部201と、張力偏差算出部202と、目標角度設定部203と、角度偏差算出部204と、ルーパ制御部210とを有する。   Next, with reference to FIG. 3, the structure of the plant control apparatus 2 is demonstrated. As shown in FIG. 3, the plant control device 2 corresponds to each stand 100, and includes a target tension setting unit 201, a tension deviation calculation unit 202, a target angle setting unit 203, an angle deviation calculation unit 204, and a looper. And a control unit 210.

目標張力設定部201は、圧延機110の動作状態等により決定される張力Tの目標値(目標張力T0)を設定する。そして、張力偏差算出部202は、実際の張力T、つまりルーパ張力測定器132が測定した張力Tの目標張力T0からの偏差(偏り、差分)ΔTを算出する。なお、上述したように張力Tは、各スタンドの圧延機110の相対的な稼働速度に依存する。よって、目標張力設定部201は、プラント制御装置2の内部又は外部に配置された更に上位の制御部により制御されて、設定する目標張力T0を変更する。また、この目標張力T0は、例えばプラント1の稼働中や、同一の鋼板Sを製造している間等には、変更されず一定値に設定されてもよい。   The target tension setting unit 201 sets a target value of the tension T (target tension T0) determined by the operating state of the rolling mill 110 or the like. Then, the tension deviation calculation unit 202 calculates the actual tension T, that is, the deviation (bias, difference) ΔT from the target tension T0 of the tension T measured by the looper tension measuring device 132. As described above, the tension T depends on the relative operating speed of the rolling mill 110 of each stand. Therefore, the target tension setting unit 201 is controlled by a higher-order control unit arranged inside or outside the plant control device 2 to change the target tension T0 to be set. The target tension T0 may be set to a constant value without being changed, for example, while the plant 1 is in operation or while the same steel sheet S is being manufactured.

目標角度設定部203は、ルーパ120の動作状態等により決定されるルーパ120の角度θの目標値(目標角度θ0)を設定する。そして、角度偏差算出部204は、実際の角度θ、つまりルーパ角度測定器131が測定した角度θの目標角度θ0からの偏差(偏り、差分)Δθを算出する。なお、目標張力設定部201と同様に、目標角度設定部203も、プラント制御装置2の内部又は外部に配置された更に上位の制御部により制御されて、設定する目標角度θ0を変更する。また、この目標角度θ0も、例えばプラント1の稼働中や、同一の鋼板Sを製造している間等には、変更されず一定値に設定されてもよい。   The target angle setting unit 203 sets a target value (target angle θ0) of the angle θ of the looper 120 determined by the operation state of the looper 120 and the like. Then, the angle deviation calculation unit 204 calculates the deviation (bias, difference) Δθ from the actual angle θ, that is, the angle θ measured by the looper angle measuring device 131 from the target angle θ0. Similar to the target tension setting unit 201, the target angle setting unit 203 is also controlled by a higher-order control unit disposed inside or outside the plant control device 2 to change the target angle θ0 to be set. Also, this target angle θ0 may be set to a constant value without being changed, for example, while the plant 1 is in operation or while the same steel sheet S is being manufactured.

ルーパ制御部210は、ルーパ120の角度θの偏差Δθと鋼板Sの張力Tの偏差ΔTを取得して、この偏差Δθ、ΔTに基づいて、ASR124へのルーパモータ速度指令値とASR113へのロール速度指令値とを生成する。このルーパ制御部210は、例えばPID(Proportional Integral Derivative)コントローラやPIコントローラのようなフィードバック制御を行うコントローラを含む。なお、ここでは、ルーパ制御部210は、例えばPIDコントローラを含むとするが、かかる例に限定されるものではなく、フィードバック制御を行うコントローラであれば如何なるものであってもよい。そして、ルーパ制御部210は、主に偏差Δθに基づいてルーパ120をPID制御し、主に偏差ΔTに基づいて圧延機110をPID制御する。つまり、ルーパ制御部210は、偏差Δθの値、偏差Δθの積分値及び偏差Δθの微分値に基づいて、偏差Δθが減少するようにルーパモータ速度指令値を変更し、偏差ΔTの値、偏差ΔTの積分値及び偏差ΔTの微分値に基づいて、偏差ΔTが減少するようにロール速度指令値を変更する。なお、ルーパ制御部210は、ルーパ120を制御する際に、偏差Δθだけでなく偏差ΔTにも基づいた制御を行ってもよく、逆に、圧延機110を制御する際に、偏差ΔTだけでなく偏差Δθに基づいた制御を行ってもよい。   The looper control unit 210 acquires the deviation Δθ of the angle θ of the looper 120 and the deviation ΔT of the tension T of the steel sheet S, and based on the deviations Δθ and ΔT, the looper motor speed command value to the ASR 124 and the roll speed to the ASR 113. A command value is generated. The looper control unit 210 includes a controller that performs feedback control such as a PID (Proportional Integral Derivative) controller or a PI controller. Here, the looper control unit 210 includes, for example, a PID controller. However, the present invention is not limited to this example, and any controller that performs feedback control may be used. The looper control unit 210 performs PID control of the looper 120 mainly based on the deviation Δθ, and performs PID control of the rolling mill 110 mainly based on the deviation ΔT. That is, the looper control unit 210 changes the looper motor speed command value so that the deviation Δθ decreases based on the value of the deviation Δθ, the integral value of the deviation Δθ, and the differential value of the deviation Δθ, and the value of the deviation ΔT, the deviation ΔT. The roll speed command value is changed so that the deviation ΔT is reduced based on the integral value and the differential value of the deviation ΔT. Note that the looper control unit 210 may perform control based on not only the deviation Δθ but also the deviation ΔT when controlling the looper 120, and conversely, when controlling the rolling mill 110, only the deviation ΔT may be performed. Alternatively, control based on the deviation Δθ may be performed.

このような構成のプラント制御装置2により制御される圧延機110及びルーパ120は、同一の鋼板Sに対して同時に接触して各工程を実施することにより、協働して圧延を行う。更に、圧延機110及びルーパ120の制御状態も相互に関連している。   The rolling mill 110 and the looper 120 controlled by the plant control device 2 having such a configuration perform rolling in cooperation by simultaneously contacting the same steel sheet S and performing each process. Furthermore, the control states of the rolling mill 110 and the looper 120 are also related to each other.

本例では、プラント制御診断装置10で、上述した鋼板製造プラント1におけるプラント制御の悪化兆候、より具体的にはルーパ120のルーパハンチングの兆候を捉える。ルーパハンチングとは、ルーパ120において制御が悪化し、正常な制御の時に比べてルーパ角度θが異常に振動する現象のことである。かかる不具合が発生すると、ルーパ120の振動が鋼板Sへと伝達され、鋼板Sの圧延精度が低下して製品品質が悪くなるおそれがある。また、振動が大きくなると、鋼板Sが鋼板製造プラント1を通過する際に設備を破損し、それを修復するために製造ラインを停止しなければならない事態が発生するおそれもある。   In this example, the plant control diagnostic device 10 captures signs of deterioration of plant control in the steel plate manufacturing plant 1 described above, more specifically signs of looper hunting of the looper 120. Looper hunting refers to a phenomenon in which the looper 120 vibrates abnormally and the looper angle θ vibrates abnormally as compared with normal control. When such a malfunction occurs, the vibration of the looper 120 is transmitted to the steel sheet S, and the rolling accuracy of the steel sheet S is lowered, and the product quality may be deteriorated. In addition, when the vibration becomes large, there is a possibility that the steel sheet S is damaged when passing through the steel sheet manufacturing plant 1, and the production line must be stopped to repair it.

図4は、鋼板製造プラント1において健全な操業状態におけるプロセス状態データを規範モデルとして、その規範モデルと実プロセスの状態値を比較することによって、ルーパハンチングの兆候を診断することができることを説明するための説明図である。図4では、ルーパハンチングの一例として第5スタンド105のルーパ120を挙げ、このルーパ120のルーパハンチング(即ち、ルーパの角度θの異常な振動)の兆候を診断するためのプロセス状態値となる測定データの一例として、第6スタンド106の圧延機110に対するミル電流I(駆動信号)(以下、第6スタンド106のミル電流と称する)、第2スタンド102の圧延機110に対する張力T(フィードバック信号)(以下、第2スタンド102の張力と称する)とを挙げている。これらの信号の特性をより顕著なものにするための手法として各測定信号を周波数解析(FFT(Finite Fourier transform)解析)し、例えばミル電流Iでは16.5Hz、張力Tでは10.5Hz、角度θでは1.9Hzの周波数成分値の時間推移を表示している。   FIG. 4 illustrates that the sign of looper hunting can be diagnosed by comparing the reference model and the state value of the actual process using the process state data in a sound operation state in the steel sheet manufacturing plant 1 as a reference model. It is explanatory drawing for. In FIG. 4, the looper 120 of the fifth stand 105 is taken as an example of looper hunting, and the measurement becomes a process state value for diagnosing signs of looper hunting of the looper 120 (that is, abnormal vibration of the looper angle θ). As an example of data, the mill current I (drive signal) for the rolling mill 110 of the sixth stand 106 (hereinafter referred to as the mill current of the sixth stand 106), the tension T (feedback signal) for the rolling mill 110 of the second stand 102. (Hereinafter referred to as the tension of the second stand 102). As a method for making the characteristics of these signals more prominent, each measurement signal is subjected to frequency analysis (FFT (Finite Fourier transform) analysis). For example, the mill current I is 16.5 Hz, the tension T is 10.5 Hz, the angle In θ, the time transition of the frequency component value of 1.9 Hz is displayed.

ここで、張力Tの時間変化は周期的な振動成分を有する。これは、プラント1が圧延機110のワークロール111等の回転動作によりスラブ等を圧延する設備であることによる。換言すれば、各駆動系が駆動することによる振動等、様々な振動やその共振現象が張力Tの測定信号に現れている。そして、図4においては、張力Tの10Hz近傍で、通常稼働状態では見られなかった異常な振動が現れることがあり、それが弦振動を表していることが認められている。   Here, the time change of the tension T has a periodic vibration component. This is because the plant 1 is a facility that rolls slabs and the like by rotating the work roll 111 and the like of the rolling mill 110. In other words, various vibrations such as vibrations caused by driving of each drive system and resonance phenomena thereof appear in the measurement signal of the tension T. In FIG. 4, it is recognized that abnormal vibration that was not seen in the normal operating state may appear near the tension T of 10 Hz, which represents string vibration.

また、ミル電流Iも周期的な振動成分を有し、図4においては、ミル電流Iの16Hz近傍では、通常稼働状態では見られなかった異常な振動が現れることがあり、それがロール軸部の損耗等の原因で、ある固有の周波数で振動する軸ねじり振動を表していることが認められている。   Further, the mill current I also has a periodic vibration component, and in FIG. 4, abnormal vibration that was not seen in the normal operation state may appear in the vicinity of 16 Hz of the mill current I. It is recognized that it represents shaft torsional vibration that oscillates at a specific frequency due to wear and tear.

また、ルーパ120の角度θも周期的な振動成分を有し、角度θの2Hz近傍では、通常稼働状態では見られなかった異常な振動が現れることがあり、それがルーパハンチングを表していることが認められている。   In addition, the angle θ of the looper 120 also has a periodic vibration component, and abnormal vibration that cannot be seen in the normal operating state may appear near the angle θ of 2 Hz, which represents looper hunting. Is allowed.

図4の実績例では、角度θの1.9Hzの周波数成分から、t=45秒近傍で第5スタンド105のルーパ120にルーパハンチング(ピークPθ)が発生していることが判る。   In the actual example of FIG. 4, it can be seen from the frequency component of the angle θ of 1.9 Hz that looper hunting (peak Pθ) occurs in the looper 120 of the fifth stand 105 in the vicinity of t = 45 seconds.

一方、このルーパハンチングが発生した時刻よりもΔtI(=2.9秒)前に、第6スタンド106のミル電流Iの16.5Hzの周波数成分にピークPIが発生していることが判る。また、ΔtT(=4.3秒)前には、第2スタンド102の張力Tの10.5Hzの周波数成分にピークPTが発生していることが判る。   On the other hand, it can be seen that a peak PI occurs in the 16.5 Hz frequency component of the mill current I of the sixth stand 106 before ΔtI (= 2.9 seconds) before the time when the looper hunting occurs. Further, it can be seen that a peak PT occurs in the frequency component of 10.5 Hz of the tension T of the second stand 102 before ΔtT (= 4.3 seconds).

つまり、診断対象とした第5スタンド105のルーパ120で発生するルーパハンチングは、下流側スタンドである第6スタンド106のミル電流I及び上流側スタンドである第2スタンド102の張力Tとの相関関係が強いことが判る。   That is, the looper hunting generated in the looper 120 of the fifth stand 105 as the diagnosis target is correlated with the mill current I of the sixth stand 106 that is the downstream stand and the tension T of the second stand 102 that is the upstream stand. Is strong.

換言すれば、第5スタンド105のルーパ120のルーパハンチングの兆候を診断するための規範モデルとして、健全な操業状態におけるプロセス状態値として、第6スタンド106のミル電流Iと、第2スタンド102の張力Tとを利用することができる。より具体的には、第6スタンド106のミル電流Iから16Hz近傍の周波数成分値を抽出し、第2スタンド102の張力Tから10Hz近傍の周波数成分値を抽出する。プラント制御システム50の健全な操業状態では、第6スタンド106のミル電流Iに16Hz近傍の周波数成分はほとんど存在せず、第2スタンド102の張力Tに10Hz近傍の周波数成分はほとんど存在しないので、規範モデルとして閾値を設定する(例えば、図4では、ミル電流Iに対する閾値It=44.9、張力Tに対する閾値Tt=0.0037)。   In other words, as a reference model for diagnosing the sign of looper hunting of the looper 120 of the fifth stand 105, as the process state value in a healthy operating state, the mill current I of the sixth stand 106 and the second stand 102 Tension T can be used. More specifically, a frequency component value near 16 Hz is extracted from the mill current I of the sixth stand 106, and a frequency component value near 10 Hz is extracted from the tension T of the second stand 102. In the healthy operating state of the plant control system 50, the mill current I of the sixth stand 106 has almost no frequency component near 16 Hz, and the tension T of the second stand 102 has almost no frequency component near 10 Hz. A threshold value is set as a reference model (for example, in FIG. 4, the threshold value It = 44.9 for the mill current I and the threshold value Tt = 0.0037 for the tension T).

そして、プロセス状態値として、第6スタンド106のミル電流Iから16Hz近傍の周波数成分値を抽出し、第2スタンド102の張力Tから10Hz近傍の周波数成分値を抽出し、それらの周波数成分値が閾値を超えているか否かを判定することにより、第5スタンド105におけるルーパハンチングの兆候を捉えることができる。この相関関係はプラント毎に異なるが、同じプラントの場合、診断対象の駆動系と相関関係が強い駆動系の測定信号から、その診断対象の駆動系の制御の悪化兆候を検出できると考えられる。   Then, frequency component values near 16 Hz are extracted from the mill current I of the sixth stand 106 as process state values, frequency component values near 10 Hz are extracted from the tension T of the second stand 102, and these frequency component values are By determining whether or not the threshold value is exceeded, a sign of looper hunting in the fifth stand 105 can be captured. Although this correlation varies from plant to plant, it is considered that in the case of the same plant, it is possible to detect a sign of deterioration in the control of the drive system to be diagnosed from the measurement signal of the drive system having a strong correlation with the drive system to be diagnosed.

図2〜4で説明した事例について、図1を参照して、プラント制御診断装置10の処理について説明する。取得部12では、第6スタンド106のミル電流Iと、第2スタンド102の張力Tとを取得し、第6スタンド106のミル電流Iから16Hz近傍の周波数成分を抽出し、第2スタンド102の張力Tから10Hz近傍の周波数成分を抽出する。   With respect to the case described with reference to FIGS. 2 to 4, processing of the plant control diagnostic apparatus 10 will be described with reference to FIG. 1. The acquisition unit 12 acquires the mill current I of the sixth stand 106 and the tension T of the second stand 102, extracts a frequency component near 16 Hz from the mill current I of the sixth stand 106, and A frequency component near 10 Hz is extracted from the tension T.

一方、プラント制御システム50の健全な操業状態での第6スタンド106のミル電流Iの解析値(16Hz近傍の周波数成分)と、健全な操業状態での第2スタンド102の張力Tの解析値(10Hz近傍の周波数成分)とから、規範モデルとして閾値が設定されている。   On the other hand, the analysis value of the mill current I of the sixth stand 106 in the sound operation state of the plant control system 50 (frequency component near 16 Hz) and the analysis value of the tension T of the second stand 102 in the sound operation state ( A threshold value is set as a reference model from a frequency component in the vicinity of 10 Hz.

図5、図6は、診断部13において、規範モデルと取得部12により取得された実プロセスの状態値との比較の実施例を説明するための説明図である。図5は第6スタンド106のミル電流Iを対象とし、図6は第2スタンド102の張力Tを対象として、横軸を時間、縦軸を各周波数成分として、各周波数成分値が閾値を超えたときに黒点表示している。   FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams for explaining an example of comparison between the normative model and the state value of the actual process acquired by the acquisition unit 12 in the diagnosis unit 13. FIG. 5 is for the mil current I of the sixth stand 106, and FIG. 6 is for the tension T of the second stand 102. The horizontal axis is time, the vertical axis is each frequency component, and each frequency component value exceeds the threshold value. A black dot is displayed.

診断部13では、図5、6に示すように、取得部12により取得される実プロセスの状態値、すなわち第6スタンド106のミル電流Iの周波数成分、第2スタンド102の張力Tの周波数成分を、規範モデル保持部11に保持されている規範モデルと比較する。そして、取得部12により取得された状態値に、第6スタンド106のミル電流Iの16Hz近傍の周波数成分、第2スタンド102の張力Tの10Hz近傍の周波数成分が存在する場合、第5スタンド105のルーパ120のルーパハンチングの兆候があると診断する。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the diagnosis unit 13, the state value of the actual process acquired by the acquisition unit 12, that is, the frequency component of the mill current I of the sixth stand 106 and the frequency component of the tension T of the second stand 102. Is compared with the normative model held in the normative model holding unit 11. When the state value acquired by the acquisition unit 12 includes a frequency component in the vicinity of 16 Hz of the mill current I of the sixth stand 106 and a frequency component in the vicinity of 10 Hz of the tension T of the second stand 102, the fifth stand 105. The looper 120 is diagnosed as having signs of looper hunting.

なお、ここでは第6スタンド106のミル電流Iの16Hz近傍の周波数成分及び第2スタンド102の張力Tの10Hz近傍の周波数成分の両方を用いる例を説明したが、いずれか一方だけを用いるようにしてもよい。   Here, an example is described in which both the frequency component near 16 Hz of the mil current I of the sixth stand 106 and the frequency component near 10 Hz of the tension T of the second stand 102 are described, but only one of them is used. May be.

次に、図7に、鋼板製造プラント1における第5スタンド105の張力(10Hz近傍の周波数成分)とルーパ角度との関係、及び、第5スタンド105のミル電流(16Hz近傍の周波数成分)と張力(10Hz近傍の周波数成分)との関係を示す。図7(b)に点線で囲んで示すように、ルーパ角度が所定の値を超えている領域、つまりルーパハンチングが発生している領域では、ルーパ角度と張力とが略リニアな関係にあるのが判る。更に、図7(a)に点線で囲んで示すように、ミル電流と張力とは略リニアな関係にあることが判る。ここで、ミル電流の16Hz近傍の周波数成分は、軸ねじり振動を表しているので、第5スタンド105におけるルーパハンチングの原因の一つが、第5スタンド105での軸ねじり振動であると考えられる。   Next, FIG. 7 shows the relationship between the tension (frequency component near 10 Hz) and the looper angle of the fifth stand 105 and the mill current (frequency component near 16 Hz) and the tension of the fifth stand 105 in the steel plate manufacturing plant 1. The relationship with (frequency components near 10 Hz) is shown. As shown by the dotted line in FIG. 7B, in the region where the looper angle exceeds a predetermined value, that is, the region where looper hunting occurs, the looper angle and the tension have a substantially linear relationship. I understand. Further, as shown in FIG. 7A surrounded by a dotted line, it can be seen that the mill current and the tension have a substantially linear relationship. Here, since the frequency component in the vicinity of 16 Hz of the mill current represents axial torsional vibration, it is considered that one of the causes of looper hunting in the fifth stand 105 is axial torsional vibration in the fifth stand 105.

このような知見に基づいて、診断部13は、第5スタンド105のルーパ120のルーパハンチングの兆候の原因が、第5スタンド105での軸ねじり振動であることから、第5スタンド105のロール軸部分に磨耗等の異常があるものと診断する。   Based on such knowledge, the diagnosis unit 13 determines that the cause of the looper hunting of the looper 120 of the fifth stand 105 is the torsional vibration of the fifth stand 105. Diagnose that there is an abnormality such as wear on the part.

以上述べたように、制御系の異常や劣化の傾向を早期に診断することにより、制御性能の安定化を継続、維持することができる。また、制御悪化を引き起こす原因となる事象を速やかに推定し、異常に至る前にその制御悪化を防止することができる。これにより、プラント制御が安定し、製造している製品の品質劣化を防止し、生産性の低下を避けることができる。   As described above, it is possible to continue and maintain the stabilization of the control performance by diagnosing the control system abnormality and the tendency of deterioration at an early stage. In addition, it is possible to quickly estimate an event that causes control deterioration, and to prevent the control deterioration before it becomes abnormal. Thereby, plant control is stabilized, the quality deterioration of the product manufactured can be prevented, and the fall of productivity can be avoided.

本発明が適用されるプラントは、上述した例に限定されるものではない。本発明は、厚板圧延を行うプラント・冷間圧延を行うプラント・連続焼鈍を行うプラント・表面処理を行うプラント・高炉・転炉・コークス炉等の製鉄所内の他のプラント、製紙プラント、石油精製プラント、自動車の製造プラント、電子機器の製造ラインを有する製造プラント、ガスや液体を精製するプラント等、様々なプラントにも適用可能である。   The plant to which the present invention is applied is not limited to the above-described example. The present invention includes a plant that performs plate rolling, a plant that performs cold rolling, a plant that performs continuous annealing, a plant that performs surface treatment, a blast furnace, a converter, a coke oven, and other plants in a steel mill, a papermaking plant, The present invention can also be applied to various plants such as a purification plant, an automobile manufacturing plant, a manufacturing plant having a manufacturing line for electronic devices, and a plant for purifying gas and liquid.

なお、本発明のプロセス制御診断装置は、一つの装置から構成されても、複数の機器から構成されてもよい。また、本発明のプロセス制御診断装置は、具体的にはCPU、ROM、RAM、HDD等の記憶装置、キーボードやマウス等の入出力装置、コンピュータディスプレー等の表示装置、及びプラント内の各設備機器・装置・センサと信号の送受信をするための専用信号線又はネットワークI/O装置を備えたコンピュータシステムにより構成することができ、当該コンピュータシステムが上記した各機能や手順を実行するために予め作成したコンピュータプログラムを実行することによって実現される。当該コンピュータプログラムも本願発明に含まれる。   Note that the process control diagnostic apparatus of the present invention may be composed of a single device or a plurality of devices. The process control diagnosis apparatus of the present invention specifically includes storage devices such as a CPU, ROM, RAM, and HDD, input / output devices such as a keyboard and a mouse, display devices such as a computer display, and each equipment in a plant. -It can be configured by a computer system equipped with a dedicated signal line or network I / O device for transmitting / receiving signals to / from devices / sensors, and created in advance for the computer system to execute the functions and procedures described above. This is realized by executing the computer program. The computer program is also included in the present invention.

本発明の実施形態に係るプラント制御システム及びプラント制御診断装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the plant control system and plant control diagnostic apparatus which concern on embodiment of this invention. タンデム圧延機を備えた鋼板製造プラントを示す図である。It is a figure which shows the steel plate manufacturing plant provided with the tandem rolling mill. 各スタント及びプラント制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of each stunt and a plant control apparatus. ルーパ角度、ミル電流及びルーパ張力の実績例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example of a track record of a looper angle, a mill current, and looper tension. 規範モデルと実プロセスの状態値とを比較している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the reference | standard model and the state value of a real process are compared. 規範モデルと実プロセスの状態値とを比較している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the reference | standard model and the state value of a real process are compared. 張力とルーパ角度の関係、及び、ミル電流と張力との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between tension | tensile_strength and a looper angle, and the relationship between mill current and tension | tensile_strength. 規範モデルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a normative model.

符号の説明Explanation of symbols

10 プラント制御診断装置
11 規範モデル保持部
12 取得部
13 診断部
14 原因−状態回復措置情報保持部
15 状態回復措置実行部
50 プラント制御システム
51 プラント
52 コントローラ
53 センサ
54 設定器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plant control diagnostic apparatus 11 Reference model holding | maintenance part 12 Acquisition part 13 Diagnosis part 14 Cause-state recovery measure information holding part 15 State recovery measure execution part 50 Plant control system 51 Plant 52 Controller 53 Sensor 54 Setting device

Claims (9)

複数の設備機器やセンサからなるプラントの操業を制御するプラント制御システムについて、プラント制御の悪化兆候を検知するためのプラント制御診断装置であり
前記プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して生成された規範モデルを保持する規範モデル保持手段と、
前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値を、前記複数の設備機器やセンサから入力される信号により取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候を診断する診断手段とを備え、
前記取得手段による取得処理と、前記診断手段による診断処理とをプラント制御中に所定の周期で繰り返し実行するプラント制御診断装置であって、
前記複数の設備機器やセンサからなるプラントは、圧延機及びルーパを有するスタンドを鋼板の通板方向に沿って複数配置した鋼板製造プラントであり、
前記規範モデル保持手段は、規範モデルとして、健全な操業状態における所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、健全な操業状態における所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方に基づいて設定された閾値を保持し、
前記取得手段は、実プロセスの状態値として、前記所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、前記所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方を取得し、
前記診断手段は、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、前記診断対象のスタンドで発生するルーパハンチングの兆候を診断することを特徴とするプラント制御診断装置
About a plant control system that controls the operation of a plant consisting of a plurality of equipment and sensors, it is a plant control diagnostic device for detecting signs of deterioration in plant control,
A norm model holding means for holding a reference model generated by quantifying a healthy operating state of the plant control system;
An acquisition means for acquiring a state value of an actual process at the time of operation of the plant control system by a signal input from the plurality of equipment and sensors;
A diagnostic means for diagnosing a sign of deterioration in plant control by comparing the state value of the actual process acquired by the acquisition means with the value of the reference model held by the reference model holding means;
The acquisition process by acquiring means, a pulp plant controller diagnostic apparatus to execute repeatedly at a predetermined cycle and a diagnostic process in plant control by said diagnosis means,
The plant comprising the plurality of equipment and sensors is a steel plate manufacturing plant in which a plurality of stands having rolling mills and loopers are arranged along the sheet passing direction of the steel plate,
The reference model holding means, as a reference model, is a frequency analysis value of a mill current for a rolling mill of a predetermined downstream stand in a healthy operating state, and a tension of a predetermined upstream stand of the rolling mill in a healthy operating state. Holds a threshold set based on both or either of the frequency analysis values,
The acquisition means includes, as an actual process state value, either or both of a frequency analysis value of a mill current for the predetermined downstream stand rolling mill and a frequency analysis value of a tension for the predetermined upstream stand rolling mill. Get one or the other
The diagnosis means compares the state value of the actual process acquired by the acquisition means with the value of the reference model held by the reference model holding means, and performs looper hunting generated at the diagnosis target stand. A plant control diagnosis device characterized by diagnosing a sign .
前記規範モデルを生成する規範モデル生成手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のプラント制御診断装置。   The plant control diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a reference model generation unit configured to generate the reference model. 前記規範モデル生成手段は、前記プラントの健全な操業状態を表現した数式モデルと、前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値とに基づいて、プラント制御を行いながら並行してプラント制御の結果を予測するシミュレーションを実施し、それにより得られるプロセス状態を表す計算値を前記規範モデルとすることを特徴とする請求項2に記載のプラント制御診断装置。   The reference model generation means is configured to perform plant control in parallel while performing plant control based on a mathematical model representing a sound operation state of the plant and a state value of an actual process during operation of the plant control system. The plant control diagnosis apparatus according to claim 2, wherein simulation for predicting a result is performed, and a calculated value representing a process state obtained thereby is used as the reference model. 前記規範モデルは、前記プラント制御システムの健全な操業状態におけるプロセス状態データ及びそれに所定の解析法を実施して得られる結果である解析値の両方又はいずれか一方であることを特徴とする請求項1に記載のプラント制御診断装置。   The reference model is process state data in a healthy operating state of the plant control system and / or an analysis value obtained as a result of performing a predetermined analysis method on the process state data. The plant control diagnostic apparatus according to 1. 前記規範モデルは、前記プラント制御システムの健全な操業状態における前記設備機器の操作量とプロセス状態データとの相関を表す情報であることを特徴とする請求項1に記載のプラント制御診断装置。   The plant control diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the reference model is information representing a correlation between an operation amount of the facility device and process state data in a sound operation state of the plant control system. 前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較したときの差異発生状況と、プラント制御の悪化兆候の原因情報とを予め対応付けて保持する原因情報保持手段を備え、
前記診断手段は、前記原因情報保持手段により保持されている原因情報に基づいて、プラント制御の悪化兆候の原因についても診断することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプラント制御診断装置。
Corresponding in advance between the state of actual process acquired by the acquisition means and the value of the reference model held by the reference model holding means and the occurrence status of the difference and the cause information of the deterioration sign of plant control It is equipped with cause information holding means to hold it,
6. The diagnosis unit according to claim 1, wherein the diagnosis unit also diagnoses a cause of a deterioration sign of plant control based on the cause information held by the cause information holding unit. Plant control diagnostic device.
プラント制御の悪化兆候の原因と、その状態を回復させるための状態回復措置情報とを予め対応付けて保持する原因−状態回復措置情報保持手段と、
前記診断手段により診断された原因に基づいて前記状態回復措置情報保持手段の状態回復措置情報を参照し、状態回復措置を実行する状態回復措置実行手段とを備えたことを特徴とする請求項6に記載のプラント制御診断装置。
Cause-state recovery measure information holding means for preliminarily correlating and holding the cause of the deterioration sign of plant control and state recovery measure information for recovering the state,
7. A state recovery measure execution means for executing a state recovery measure by referring to the state recovery measure information of the state recovery measure information holding means based on the cause diagnosed by the diagnosis means. The plant control diagnostic device according to 1.
複数の設備機器やセンサからなるプラントの操業を制御するプラント制御システムについて、プラント制御の悪化兆候を検知するためのプラント制御診断方法であり
前記プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して規範モデルを生成して規範モデル保持手段に保持する規範モデル保持手順と、
前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値を、前記複数の設備機器やセンサから入力される信号により取得する取得手順と、
前記取得手順により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候を診断する診断手順とを有し、
前記取得手順と、前記診断手順とをプラント制御中に所定の周期で繰り返し実行するプラント制御診断方法であって、
前記複数の設備機器やセンサからなるプラントは、圧延機及びルーパを有するスタンドを鋼板の通板方向に沿って複数配置した鋼板製造プラントであり、
前記規範モデル保持手順では、規範モデルとして、健全な操業状態における所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、健全な操業状態における所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方に基づいて設定された閾値を前記規範モデル保持手段に保持し、
前記取得手順では、実プロセスの状態値として、前記所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、前記所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方を取得し、
前記診断手順では、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、前記診断対象のスタンドで発生するルーパハンチングの兆候を診断することを特徴とするプラント制御診断方法
For plant control system for controlling the operation of a plant comprising a plurality of equipment and sensors, a plant control diagnostic method for detecting the deterioration signs of plant control,
A normative model holding procedure for quantifying the healthy operating state of the plant control system to generate a normative model and holding it in the normative model holding means;
An acquisition procedure for acquiring a state value of an actual process at the time of operation of the plant control system by a signal input from the plurality of equipment and sensors,
A diagnostic procedure for diagnosing a deterioration sign of plant control by comparing the state value of the actual process acquired by the acquisition procedure with the value of the reference model held by the reference model holding means;
Wherein the obtaining step, a said diagnostic procedure performed repeatedly to pulp plant control diagnostic method in a predetermined cycle during the plant control,
The plant comprising the plurality of equipment and sensors is a steel plate manufacturing plant in which a plurality of stands having rolling mills and loopers are arranged along the sheet passing direction of the steel plate,
In the reference model holding procedure, as a reference model, a frequency analysis value of a mill current for a rolling mill of a predetermined downstream stand in a healthy operation state, and a tension of a rolling mill of a predetermined upstream stand in a healthy operation state A threshold set based on both or any one of the frequency analysis values is held in the reference model holding means,
In the acquisition procedure, as the actual process state value, either or both of a frequency analysis value of the mill current for the rolling mill of the predetermined downstream stand and a frequency analysis value of the tension for the rolling mill of the predetermined upstream stand Get one or the other
In the diagnosis procedure, the state value of the actual process acquired by the acquisition unit is compared with the value of the reference model held by the reference model holding unit, and looper hunting generated at the diagnosis target stand is compared. A plant control diagnosis method characterized by diagnosing a sign .
複数の設備機器やセンサからなるプラントの操業を制御するプラント制御システムについて、プラント制御の悪化兆候を検知するための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり
前記プラント制御システムの健全な操業状態を定量化して生成された規範モデルを保持する規範モデル保持手段と、
前記プラント制御システムの操業時の実プロセスの状態値を、前記複数の設備機器やセンサから入力される信号により取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、プラント制御の悪化兆候を診断する診断手段としてコンピュータを機能させ
前記取得手段による取得処理と、前記診断手段による診断処理とをプラント制御中に所定の周期で繰り返し実行するプログラムであって、
前記複数の設備機器やセンサからなるプラントは、圧延機及びルーパを有するスタンドを鋼板の通板方向に沿って複数配置した鋼板製造プラントであり、
前記規範モデル保持手段は、規範モデルとして、健全な操業状態における所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、健全な操業状態における所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方に基づいて設定された閾値を保持し、
前記取得手段は、実プロセスの状態値として、前記所定の下流側スタンドの圧延機に対するミル電流の周波数解析値、及び、前記所定の上流側スタンドの圧延機に対する張力の周波数解析値の両方又はいずれか一方を取得し、
前記診断手段は、前記取得手段により取得された実プロセスの状態値と、前記規範モデル保持手段により保持されている規範モデルの値とを比較して、前記診断対象のスタンドで発生するルーパハンチングの兆候を診断することを特徴とするプログラム
For plant control system for controlling the operation of a plant comprising a plurality of equipment and sensors, a program for executing a process for detecting the deterioration signs of plant control to the computer,
A norm model holding means for holding a reference model generated by quantifying a healthy operating state of the plant control system;
An acquisition means for acquiring a state value of an actual process at the time of operation of the plant control system by a signal input from the plurality of equipment and sensors;
Comparing the state value of the actual process acquired by the acquisition means with the value of the reference model held by the reference model holding means , and causing the computer to function as a diagnosis means for diagnosing a deterioration sign of plant control,
The acquisition process by acquiring means, a program that repeatedly executes a diagnosis processing at a predetermined cycle during the plant control by said diagnosis means,
The plant comprising the plurality of equipment and sensors is a steel plate manufacturing plant in which a plurality of stands having rolling mills and loopers are arranged along the sheet passing direction of the steel plate,
The reference model holding means, as a reference model, is a frequency analysis value of a mill current for a rolling mill of a predetermined downstream stand in a healthy operating state, and a tension of a predetermined upstream stand of the rolling mill in a healthy operating state. Holds a threshold set based on both or either of the frequency analysis values,
The acquisition means includes, as an actual process state value, either or both of a frequency analysis value of a mill current for the predetermined downstream stand rolling mill and a frequency analysis value of a tension for the predetermined upstream stand rolling mill. Get one or the other
The diagnosis means compares the state value of the actual process acquired by the acquisition means with the value of the reference model held by the reference model holding means, and performs looper hunting generated at the diagnosis target stand. A program characterized by diagnosing signs .
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