JP5795924B2 - 最適化装置、最適化方法、及び最適化プログラム - Google Patents
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Description
≪構成≫
図1は、本発明の第1の実施形態に係る最適化装置が適用された熱間圧延システムの構成を示した構成図である。
そして、エネルギー量計算部33は、算出した冷却水の総量FT[m3]と、計算対象の圧延材150と、直前に搬送された前材である圧延材150との冷却間隔T[H]と、前材の冷却終了時にタンクで余剰している水量[m3]とに基づいて、ポンプの揚水速度[m3/s]を算出する。その際に電動機で消費される電気エネルギー量は、ポンプおよび電動機の特性から計算でき、これがすなわちランアウトテーブル129における冷却に必要なエネルギー量となる。
E=P×t (数式3)
さらに、エネルギー量計算部33は、圧延材150の圧延に必要なトルクを予測し、仕上出側圧延速度を決定し、圧延材150の搬送方向における長さから圧延時間を算出する。そして、エネルギー量計算部33は、算出した電力量E[J]と圧延時間とに基づいて、圧延材150の圧延に必要な電気エネルギー量[kJ = kW時]を、圧延材150の加工に必要なエネルギー量として算出する。
本発明の第1の実施形態に係る最適化装置1の作用について説明する。
ステップS117において、エネルギー量計算部33により算出された総エネルギー量の減少量が十分小さくないと判定された場合(NOの場合)、最適化部34は、繰返計算制限回数以内か否かを判定する(ステップS119)。
第1の実施形態では、圧延材150の材質が要求材質を満たし、かつ圧延に必要なエネルギー量を最適化する指標である最適化指標とし、この最適化指標が最小となるように、制御設定値を算出する最適化装置1を例に挙げて説明した。
本発明の第2の実施形態に係る最適化装置1Aの作用について説明する。
また、最適化指標量計算部36は、CO2排出量を算出する場合、二酸化炭素排出係数を用いて算出する。ここで、二酸化炭素排出係数は、燃料や電力を消費したときにどれだけ二酸化炭素を排出するかを計算するための係数である。たとえば、天然ガスについては、0.5526 kg-C/kg(天然ガス1kgを燃焼させたとき,0.5526 kgの炭素を排出する)または、2.025 kg-CO2/kg(天然ガス1kgを燃焼させたとき、2.025 kgの二酸化炭素を排出する)と決められている。電気1 kWh を使うと二酸化炭素は、0.555 kg-CO2/kWhと規定されている。
また、最適化指標量計算部36は、コストを算出する場合、まず、本発明の第1の実施形態に係る最適化装置1が備えるエネルギー量計算部33と同様に、燃料エネルギー使用量Efと電気エネルギー使用量Eeとを算出し、下記の(数式7)を用いてコストを算出する。ここで、コストをC[円]、燃料代原単位をFg[円/kg]、電気代原単位をEg[円/kWh]とする。
また、最適化指標量計算部36は、コスト原単位を算出する場合、(数式7)を用いて算出したコストCを生産量をS[ton]で除算することにより、コスト原単位Cgを算出する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る最適化装置1Bについて説明する。
本発明の第3の実施形態に係る最適化装置1Bの作用について説明する。
31…設定計算部
32…材質予測計算部(材質予測部)
33…エネルギー量計算部
34…最適化部
35…最適化指標選択部
36…最適化指標量計算部
100…熱間圧延装置
101…加熱炉
103…プライマリデスケーラ
105…粗エッジャ
107…粗圧延機
109…粗出側板幅計
110…バーヒータ
111…粗出側温度計
113…仕上入側温度計
115…クロップシャー
117…セカンダリデスケーラ
119…仕上圧延機
121…仕上出側板厚計
123…マルチゲージ
125…仕上出側温度計
127…平坦度計
129…ランアウトテーブル
131…コイラ入側温度計
133…コイラ入側板幅計
135…コイラ
150…圧延材
200…制御装置
300…熱間圧延システム
Claims (9)
- 加熱炉を有する圧延装置が圧延材を圧延するための制御設定値を、前記加熱炉の加熱炉条件および前記圧延装置の圧延操業パラメータに基づいて算出する設定計算部と、
前記設定計算部により算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置により圧延された圧延材の材質を予測する材質予測部と、
前記設定計算部により算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置が前記圧延材を圧延する上で最適化する指標の量を最適化指標量として算出する最適化指標量算出部と、
前記材質予測部により予測された材質が外部入力された要求材質を満たす範囲内で、前記最適化指標量算出部により算出された最適化指標量を最小にする前記制御設定値を前記設定計算部に算出させる繰返計算を実行する最適化部とを備え、
前記最適化部は、
前記加熱炉条件または前記圧延操業パラメータを変更することにより、所定の繰返計算制限回数以内で、前記最適化指標量算出部により算出された前回の最適化指標量に対する該当回の最適化指標量の減少率が所定の閾値未満となるまで前記繰返計算を実行する
ことを特徴とする最適化装置。 - 前記最適化指標量算出部は、
前記設定計算部により算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置が前記圧延材を圧延するために必要なエネルギーである使用エネルギーを、最適化指標量として算出する
ことを特徴とする請求項1記載の最適化装置。 - 前記最適化部は、
前記圧延装置が備えるロールのロールキャンペーン中において圧延される圧延材の処理量が外部入力された要求処理量を満たし、かつ前記材質予測部により予測された前記処理量分全ての圧延材の材質が外部入力された要求材質を満たす範囲内で、前記最適化指標量算出部により算出された前記処理量分の圧延材を圧延するために必要な最適化指標量を最小にする前記制御設定値を前記設定計算部に算出させる
ことを特徴とする請求項1又は2記載の最適化装置。 - 加熱炉を有する圧延装置が圧延材を圧延するための制御設定値を、前記加熱炉の加熱炉条件および前記圧延装置の圧延操業パラメータに基づいて算出する設定計算ステップと、
前記設定計算ステップにより算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置により圧延された圧延材の材質を予測する材質予測ステップと、
前記設定計算ステップにより算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置が前記圧延材を圧延する上で最適化する指標の量を最適化指標量として算出する最適化指標量算出ステップと、
前記材質予測ステップにより予測された材質が外部入力された要求材質を満たす範囲内で、前記最適化指標量算出ステップにより算出された最適化指標量を最小にする前記制御設定値を前記設定計算ステップにより算出させる繰返計算を実行する最適化ステップとを有し、
前記最適化ステップは、
前記加熱炉条件または前記圧延操業パラメータを変更することにより、所定の繰返計算制限回数以内で、前記最適化指標量算出ステップにより算出された前回の最適化指標量に対する該当回の最適化指標量の減少率が所定の閾値未満となるまで前記繰返計算を実行する
ことを特徴とする最適化方法。 - 前記最適化指標量算出ステップは、
前記設定計算ステップにより算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置が前記圧延材を圧延するために必要なエネルギーである使用エネルギーを、最適化指標量として算出する
ことを特徴とする請求項4記載の最適化方法。 - 前記最適化ステップは、
前記圧延装置が備えるロールのロールキャンペーン中において圧延される圧延材の処理量が外部入力された要求処理量を満たし、かつ前記材質予測ステップにより予測された前記処理量分全ての圧延材の材質が外部入力された要求材質を満たす範囲内で、前記最適化指標量算出ステップにより算出された前記処理量分の圧延材を圧延するために必要な最適化指標量を最小にする前記制御設定値を前記設定計算ステップにより算出させる
ことを特徴とする請求項4又は5記載の最適化方法。 - 加熱炉を有する圧延装置が圧延材を圧延するための制御設定値を、前記加熱炉の加熱炉条件および前記圧延装置の圧延操業パラメータに基づいて算出する設定計算ステップと、
前記設定計算ステップにより算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置により圧延された圧延材の材質を予測する材質予測ステップと、
前記設定計算ステップにより算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置が前記圧延材を圧延する上で最適化する指標の量を最適化指標量として算出する最適化指標量算出ステップと、
前記材質予測ステップにより予測された材質が外部入力された要求材質を満たす範囲内で、前記最適化指標量算出ステップにより算出された最適化指標量を最小にする前記制御設定値を前記設定計算ステップにより算出させる繰返計算を実行する最適化ステップとをコンピュータに実行させ、
前記最適化ステップは、
前記加熱炉条件または前記圧延操業パラメータを変更することにより、所定の繰返計算制限回数以内で、前記最適化指標量算出ステップにより算出された前回の最適化指標量に対する該当回の最適化指標量の減少率が所定の閾値未満となるまで前記繰返計算を実行する
ことを特徴とする最適化プログラム。 - 前記最適化指標量算出ステップは、
前記設定計算ステップにより算出された制御設定値に基づいて、前記圧延装置が前記圧延材を圧延するために必要なエネルギーである使用エネルギーを、最適化指標量として算出する
ことを特徴とする請求項7記載の最適化プログラム。 - 前記最適化ステップは、
前記圧延装置が備えるロールのロールキャンペーン中において圧延される圧延材の処理量が外部入力された要求処理量を満たし、かつ前記材質予測ステップにより予測された前記処理量分全ての圧延材の材質が外部入力された要求材質を満たす範囲内で、前記最適化指標量算出ステップにより算出された前記処理量分の圧延材を圧延するために必要な最適化指標量を最小にする前記制御設定値を前記設定計算ステップにより算出させる
ことを特徴とする請求項7又は8記載の最適化プログラム。
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