JP6813416B2 - Plant control device and its control method, rolling mill control device and its control method and program - Google Patents
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Description
本発明は、ニューラルネット等の人工知能技術を用いて行う実時間のフィードバック制御における、プラント制御装置およびその制御方法、圧延機制御装置およびその制御方法並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a plant control device and its control method, a rolling mill control device and its control method, and a program in real-time feedback control performed by using an artificial intelligence technique such as a neural network.
従来から、各種のプラントにおいてはその制御により所望の制御結果を得るために各種制御理論に基づいたプラント制御が実施されている。 Conventionally, in various plants, plant control based on various control theories has been carried out in order to obtain a desired control result by the control.
プラントの一例として例えば圧延機制御においては、制御の一例として板の波打ち状態を制御する形状制御を対象とした制御理論として、ファジィ制御やニューロ・ファジィ制御が適用されてきた。ファジィ制御は、クーラントを利用した形状制御に、また、ニューロ・ファジィ制御は、センジミア圧延機の形状制御に適用されている。このうちニューロ・ファジィ制御を適用した形状制御は、特許文献1に示されるように、形状検出器で検出された実績形状パターンと目標形状パターンの差と、予め設定された基準形状パターンとの類似割合を求め、その類似割合からこれも予め設定された基準形状パターンに対する制御操作端操作量によって表現された制御ルールにより、操作端に対する制御出力量を求めることにより行われている。以下、従来技術として、ニューロ・ファジィ制御を用いたセンヂミア圧延機の形状制御を用いるものとする。
As an example of a plant, for example, in rolling mill control, fuzzy control and neuro-fuzzy control have been applied as control theories for shape control for controlling the wavy state of a plate as an example of control. Fuzzy control is applied to shape control using coolant, and neuro-fuzzy control is applied to shape control of a sentimia rolling mill. Of these, the shape control to which the neuro-fuzzy control is applied is similar to the difference between the actual shape pattern detected by the shape detector and the target shape pattern and the preset reference shape pattern, as shown in
図5に、特許文献1の図1に記述されたセンヂミア圧延機の形状制御を示す。センヂミア圧延機の形状制御では、ニューロ・ファジィ制御が用いられる。この例では、パターン認識機構51で、形状検出器52にて検出した実形状より形状のパターン認識を行い、実形状が予め設定された基準形状パターンのどれに最も近いかを演算する。制御演算機構53では、図6で示すような予め設定された形状パターンに対する制御操作端操作量で構成される制御ルールを用いて制御を実施する。図6についてより具体的に述べると、パターン認識機構51では、形状検出器52にて検出した形状実績と目標形状(εref)との差分(Δε)が、1から8の形状パターン(ε)のどれに最も近いかを演算し、制御演算機構53では、1から8の制御方法のいずれかを選択し実行する。
FIG. 5 shows the shape control of the Sendimia rolling mill described in FIG. 1 of
ところが特許文献1の手法では、制御ルールの検証のために、圧延中にオペレータに手動操作を行ってもらい制御ルールの検証等行う場合が有るが、予想に反した形状変化を示す場合がある。つまり、上記の様にして決定した制御ルールが現実に則していない場合が発生する。これは、機械的特性の検討不足や圧延機の操業状態や機械条件の変化が原因であるが、予め設定した制御ルールが最も良いルールかどうかを1つ1つ検証するのは、考慮すべき条件が多く困難である。そのため、制御ルールを一度設定してしまうと、不具合が無い限りそのままとしてしまう場合が多い。
However, in the method of
操業条件の変化等で、制御ルールが現実に則したものでなくなってくると、制御ルールが固定されているため、ある程度以上の制御精度を出すことは困難となってくる。また、一旦形状制御が動作してしまうと、オペレータは手動操作をしなくなる(制御にとって外乱となってしまう)ため、新たな制御ルールをオペレータの手動介入により見つけていくのも困難である。さらに、新しい規格の圧延材を圧延する場合も制御ルールをその材料にあわせて設定するのは困難である。 When the control rules do not conform to the reality due to changes in operating conditions or the like, the control rules are fixed, and it becomes difficult to obtain control accuracy above a certain level. Further, once the shape control is operated, the operator does not perform the manual operation (it becomes a disturbance for the control), so that it is difficult to find a new control rule by the manual intervention of the operator. Furthermore, when rolling a rolled material of a new standard, it is difficult to set control rules according to the material.
以上のように、従来の形状制御においては、予め設定された制御ルールを用いて制御するため、制御ルールを修正するのが困難であるという問題が有った。 As described above, in the conventional shape control, since the control is performed by using the preset control rule, there is a problem that it is difficult to modify the control rule.
この問題を解決するために、特許文献2に示すような、形状制御を行いながら制御ルールをランダムに変化させ、形状が良くなるルールを学習して行くことで、
1)圧延中に形状制御を実施しながら新たな制御ルールを発見していく。
2)新たな制御ルールは、予め予想できるものでは無く、全く予測できなかった制御ルールが最適となる場合も有る事から、ランダムに制御操作端を動作させ、それに対する制御結果を見ながら見つけていく。
ことを実現している。
In order to solve this problem, as shown in
1) Discover new control rules while controlling the shape during rolling.
2) New control rules are not predictable in advance, and control rules that could not be predicted at all may be optimal. Therefore, operate the control operation end at random and find it while looking at the control results for it. I will go.
I have realized that.
上記従来技術は、予め代表的な形状を基準形状パターンとして設定し、基準波形パターンに対する制御操作端操作量との関係を示す制御ルールを基に制御を行っている。制御ルールの学習につても、基準波形パターンに対する制御操作端操作量に関するものであり、予め定めている代表的な基準形状パターンはそのまま用いている。そのため、特定の形状パターンにしか反応しない形状制御となってしまう問題がある。 In the above-mentioned prior art, a representative shape is set in advance as a reference shape pattern, and control is performed based on a control rule indicating a relationship with a control operation end operation amount with respect to the reference waveform pattern. Also in learning the control rule, it is related to the control operation end operation amount with respect to the reference waveform pattern, and the typical reference shape pattern defined in advance is used as it is. Therefore, there is a problem that the shape control reacts only to a specific shape pattern.
基準形状パターンは、人間が予め対象となる圧延機に関する知識や、形状実績と手動介入操作を蓄積した経験より定めたものであるが、対象となる圧延機および被圧延材で発生する全ての形状を網羅する事は困難である。そのため、基準形状パターンとは異なる形状が発生した場合、形状制御による制御が実施されず、形状偏差が抑制されずに残ってしまい、あるいは似たような基準形状パターンと誤認識し、誤った制御操作を行って、逆に形状を悪化させてしまう場合も有る。 The standard shape pattern is determined by human beings in advance based on their knowledge of the target rolling mill and the experience of accumulating shape results and manual intervention operations, but all shapes generated in the target rolling mill and the material to be rolled It is difficult to cover. Therefore, when a shape different from the reference shape pattern is generated, the control by the shape control is not performed and the shape deviation remains unsuppressed, or it is erroneously recognized as a similar reference shape pattern and erroneously controlled. In some cases, the shape may be deteriorated by performing an operation.
以上のように、従来の形状制御においては、予め設定された基準形状パターンとそれに対する制御ルールを用いて制御ルールの学習をし、制御を実施するため、制御精度の向上に限界があるという問題が有った。 As described above, in the conventional shape control, since the control rule is learned and controlled by using the preset reference shape pattern and the control rule for it, there is a problem that there is a limit to the improvement of the control accuracy. There was.
以上のことから本発明においては、「制御対象プラントに対して、制御対象プラントの実績データの組合せのパターンを認識して、制御を実施するプラント制御装置であって、
制御対象プラントの実績データと制御操作の組合せを学習する制御方法学習装置と、学習した実績データと制御操作の組合せに応じて制御対象プラントの制御を実施する制御実行装置を備え、
制御実行装置は、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与える制御ルール実行部と、制御ルール実行部が出力する制御出力の可否を判定するとともに、当該実績データと制御操作が誤りである事を制御方法学習装置に通知する制御出力判定部と、制御出力判定部が、制御出力を制御対象プラントに出力した場合、制御対象プラントの実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を制御対象プラントに出力することを阻止する制御出力抑制部とを備え、
制御方法学習装置は、制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが当該制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定する制御結果良否判定部と、制御結果良否判定部における制御結果の良否と、制御出力をもちいて教師データを得る学習データ作成部と、実績データと教師データを学習データとして学習する制御ルール学習部とを備え、制御方法学習装置が学習する事で、制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを制御ルール実行部における制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用することを特徴とするプラント制御装置。」としたものである。
From the above, in the present invention, "a plant control device that recognizes a pattern of combination of actual data of a controlled plant with respect to the controlled plant and performs control.
It is equipped with a control method learning device that learns the combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, and a control execution device that controls the controlled plant according to the combination of the learned actual data and the control operation.
The control execution device determines whether or not the control rule execution unit that gives control output according to the specified combination of the actual data of the controlled plant and the control operation and the control output output by the control rule execution unit, and the actual data When the control output judgment unit that notifies the control method learning device that the control operation is incorrect and the control output judgment unit output the control output to the control target plant, it is determined that the actual data of the control target plant deteriorates. Is equipped with a control output suppression unit that prevents the control output from being output to the controlled plant.
In the control method learning device, when the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant, the actual data becomes better than before the control after a time delay until the control effect appears in the actual data. A control result quality judgment unit that determines the quality of the control result as to whether it has become worse or worse, a learning data creation unit that obtains teacher data using the control output, and a training data creation unit that obtains teacher data using the control result quality judgment unit. It is equipped with a control rule learning unit that learns the teacher data as learning data, and by learning by the control method learning device, it is possible to obtain separate actual data and control operations for multiple control targets according to the state of the controlled plant. A plant control device characterized in that a combination is obtained and the combination of the obtained actual data and the control operation is used as a defined combination of the actual data of the controlled target plant and the control operation in the control rule execution unit. ".
また本発明は、「プラント制御装置を適用した圧延機制御装置であって、制御対象プラントは、圧延機であり、実績データは圧延機の出側形状であることを特徴とする圧延機制御装置。」としたものである。 Further, the present invention is characterized in that "a rolling mill control device to which a plant control device is applied, the controlled plant is a rolling mill, and the actual data is the shape of the outside of the rolling mill. . ".
また本発明は、「制御対象プラントに対して、制御対象プラントの実績データの組合せのパターンを認識して、制御を実施するプラント制御方法であって、
制御対象プラントの実績データと制御操作の組合せを学習する制御方法学習装置と、学習した実績データと制御操作の組合せに応じて制御対象プラントの制御を実施する制御実行装置を備え、
制御実行装置は、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与え、制御出力の可否を判定して、当該実績データと制御操作が誤りである事を制御方法学習装置に通知し、制御出力を制御対象プラントに出力した場合に制御対象プラントの実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を前記制御対象プラントに出力することを阻止し、
制御方法学習装置は、制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが当該制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定し、制御結果の良否と、制御出力をもちいて教師データを得、実績データと教師データを学習データとして学習する事で、制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを制御ルール実行部における制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用することを特徴とするプラント制御方法。」としたものである。
Further, the present invention is a plant control method for recognizing a pattern of combination of actual data of a controlled plant with respect to the controlled plant and performing control.
It is equipped with a control method learning device that learns the combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, and a control execution device that controls the controlled plant according to the combination of the learned actual data and the control operation.
The control execution device gives a control output according to a predetermined combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, determines whether or not the control output is possible, and determines that the actual data and the control operation are incorrect. If it is determined that the actual data of the controlled plant will deteriorate when the control output is output to the controlled plant, the control output is prevented from being output to the controlled plant.
In the control method learning device, when the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant, the actual data becomes better than before the control after a time delay until the control effect appears in the actual data. By judging the quality of the control result as to whether it is bad or bad, obtaining the teacher data using the control result and the control output, and learning the actual data and the teacher data as training data, the state of the controlled plant. Separate performance data and control operation combinations are obtained for multiple control targets according to the above, and the combination of the obtained performance data and control operation is determined by the control target plant performance data and control operation in the control rule execution unit. A plant control method characterized in that it is used as a combination. ".
また本発明は、「プラント制御方法を適用した圧延機制御方法であって、制御対象プラントは、圧延機であり、実績データは前記圧延機の出側形状であることを特徴とする圧延機制御方法。」としたものである。 Further, the present invention is "a rolling mill control method to which a plant control method is applied, wherein the controlled plant is a rolling mill, and the actual data is the shape of the outside of the rolling mill. Method. "
また本発明は、「制御対象プラントに対して、制御対象プラントの実績データの組合せのパターンを認識して、制御を実施するプラント制御装置を計算機システムにより実現するときのプログラムであって、
計算機システムは、制御対象プラントの実績データと制御操作の組合せを学習する制御方法学習装置と、学習した前記実績データと制御操作の組合せに応じて制御対象プラントの制御を実施する制御実行装置を備え、
前記プログラムは、
前記制御実行装置の処理を達成させるための、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与える制御ルール実行プログラム、該制御ルール実行プログラムが出力する制御出力の可否を判定するとともに、当該実績データと制御操作が誤りである事を前記制御方法学習装置に通知する制御出力判定プログラム、該制御出力判定プログラムが、制御出力を制御対象プラントに出力した場合、制御対象プラントの前記実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を前記制御対象プラントに出力することを阻止する制御出力抑制プログラムであり、
前記制御方法学習装置の処理を達成させるための、制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが当該制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定する制御結果良否判定の処理を達成させるための制御結果良否判定プログラム、該制御結果良否判定プログラムにおける制御結果の良否と、制御出力をもちいて教師データを得る学習データ作成プログラム、前記実績データと前記教師データを学習データとして学習する制御ルール学習プログラムであり、
制御方法学習装置が学習する事で、前記制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを前記制御ルール実行プログラムにおける制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用することを特徴とするプログラム。」としたものである。
Further, the present invention is a program for realizing a plant control device that recognizes a pattern of a combination of actual data of a controlled plant for a controlled plant and executes control by a computer system.
The computer system includes a control method learning device that learns the combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, and a control execution device that controls the controlled plant according to the combination of the learned actual data and the control operation. ,
The program
A control rule execution program that gives control output according to a predetermined combination of control target plant performance data and control operations to achieve the processing of the control execution device, and determines whether or not the control output output by the control rule execution program is possible. At the same time, when the control output determination program that notifies the control method learning device that the actual data and the control operation are incorrect and the control output determination program outputs the control output to the control target plant, the control target plant It is a control output suppression program that prevents the control output from being output to the controlled plant when it is determined that the actual data deteriorates.
When the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant in order to achieve the processing of the control method learning device, the actual data is controlled after a time delay until the control effect appears in the actual data. A control result quality determination program for achieving the control result quality determination process for determining whether the control result is good or bad compared to the previous one, and the control result quality in the control result quality determination program. , A learning data creation program that obtains teacher data using control output, and a control rule learning program that learns the actual data and the teacher data as training data.
By learning the control method learning device, separate performance data and control operation combinations are obtained for a plurality of control targets according to the state of the control target plant, and the obtained performance data and control operation combination is described above. A program characterized in that it is used as a defined combination of actual data of a controlled plant and control operations in a control rule execution program. ".
本発明を用いることにより、制御中に形状制御で使用する、形状パターンと操作方法の制御ルールを自動的に修正し最適なものとすることが可能となる。そのため、制御精度の向上、制御部の立上げ期間の短縮、経年変化に対する対応が可能となる等の効果が有る。 By using the present invention, it is possible to automatically modify the control rules of the shape pattern and the operation method used in the shape control during the control to obtain the optimum one. Therefore, there are effects such as improvement of control accuracy, shortening of the start-up period of the control unit, and ability to respond to aging.
以下本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明するが、その前に本発明における知見、並びに本発明に至る経緯について圧延機の形状制御を例にして説明をしておく。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but before that, the findings of the present invention and the background to the present invention will be described by taking shape control of a rolling mill as an example.
まず、本発明における上記課題を解決するためには、
1)基準形状パターンと、それに対する制御操作を予め別々に設定し、制御操作方法を学習していくのではなく、形状パターンと制御操作の組合せを学習し、それを用いて制御操作を実施する。
2)新たな制御ルールは、予め予想できるものでは無く、全く予測できなかった制御ルールが最適となる場合も有る事から、ランダムに制御操作端を動作させ、それに対する制御結果を見ながら見つけていく。
ことが必要となる。
First, in order to solve the above problems in the present invention,
1) Rather than setting the reference shape pattern and the control operation for it separately in advance and learning the control operation method, the combination of the shape pattern and the control operation is learned and the control operation is performed using it. ..
2) New control rules are not predictable in advance, and control rules that could not be predicted at all may be optimal. Therefore, operate the control operation end at random and find it while looking at the control results for it. I will go.
Is required.
これを実現するためには、形状制御に使用する形状パターンと制御操作の組合せを変化させて、制御結果が良くなるように制御操作を変更していく必要がある。そのためには、形状パターンと制御操作の組合せを学習可能なニューラルネットを構成し、圧延機で発生した形状パターンに対する、ニューラルネットの制御操作の出力を、制御結果の良否に応じて変更していく事が必要である。 In order to realize this, it is necessary to change the combination of the shape pattern used for the shape control and the control operation, and change the control operation so that the control result is improved. For that purpose, a neural network that can learn the combination of the shape pattern and the control operation is constructed, and the output of the control operation of the neural network for the shape pattern generated by the rolling mill is changed according to the quality of the control result. Things are needed.
上記を、操業中の圧延機に対して形状制御を実施しながら、実施すると、誤った制御出力を出す場合もあることから、形状が悪化し、板破断等の操業異常が発生する事がある。板破断が発生すると、圧延機で使用するロールの交換に時間を要したり、圧延中の被圧延材が無駄になったりと、ダメージが大きい。そのため、可能な限り誤った制御出力を圧延機に対して出力しないようにする事が必要である。 If the above is performed while controlling the shape of the rolling mill in operation, an erroneous control output may be output, so that the shape may deteriorate and an operation abnormality such as plate breakage may occur. .. When a plate break occurs, it takes time to replace the roll used in the rolling mill, and the material to be rolled during rolling is wasted, resulting in great damage. Therefore, it is necessary not to output an erroneous control output to the rolling mill as much as possible.
以上のことから本発明においては、これを実現するため、ニューラルネットが出力した制御操作の良否を、例えば圧延機の簡易モデル等を用いて検証し、明らかに形状が悪化すると考えられる出力は、圧延機の制御操作端に対して出力しないようにし、形状悪化を防止する。この時、ニューラルネットに関しては、その形状パターンに対する制御操作は誤りであるとして学習を実施する。 From the above, in the present invention, in order to realize this, the quality of the control operation output by the neural network is verified by using, for example, a simple model of a rolling mill, and the output that is considered to have a clearly deteriorated shape is obtained. The output is not output to the control operation end of the rolling mill to prevent shape deterioration. At this time, regarding the neural network, learning is performed assuming that the control operation for the shape pattern is incorrect.
制御操作の良否の検証方法自体が誤っている可能性が有るため、ある確率で誤っていると判断されたニューラルネットの制御操作出力についても、圧延機の制御操作端に出力することで、想定外の形状パターンと制御操作の組合せについても学習していく事が可能となる。 Since there is a possibility that the verification method itself for the quality of the control operation is incorrect, it is assumed that the control operation output of the neural network, which is determined to be incorrect with a certain probability, is also output to the control operation end of the rolling mill. It is possible to learn about the combination of the outer shape pattern and the control operation.
図1に、本発明の実施例に係るプラント制御装置の概要を示す。図1のプラント制御装置は、制御対象プラント1と、制御対象プラント1からの実績データSiを入力して図6に例示したような制御ルール(ニューラルネット)に従い定めた制御操作量出力SOを制御対象プラント1に与えて制御する制御実行装置20と、制御対象プラント1からの実績データSiなどを入力して学習を行い、学習した制御ルールを制御実行装置20における制御ルールに反映させる制御方法学習装置21と、複数のデータベースDB(DB1からDB3)、並びにデータベースDBの管理テーブルTBから構成されている。
FIG. 1 shows an outline of a plant control device according to an embodiment of the present invention. The plant control device of FIG. 1 inputs the
制御実行装置20は、制御入力データ作成部2、制御ルール実行部10、制御出力演算部3、制御出力抑制部4、制御出力判定部5、制御操作外乱発生部16を主たる要素として構成されている。
The
このうち制御実行装置20においては、まず制御対象プラント1である圧延機の実績データSiより、制御入力データ作成部2を用いて、制御ルール実行部10の入力データS1を作成する。制御ルール実行部10は、制御対象の実績データSiと制御操作端操作指令S2の関係を表現するニューラルネット(制御ルール)を用いて、制御対象の実績データSiから制御操作端操作指令S2を作成する。制御出力演算部3においては、制御操作端操作指令S2をもとに、制御操作端への制御操作量S3を演算する。これにより、制御対象プラント1の実績データSiに応じて、ニューラルネットを用いて制御操作量S3を作成する。
Of these, in the
また制御実行装置20内の制御出力判定部5においては、制御対象プラント1からの実績データSiおよび制御出力演算部3からの制御操作量S3を用いて、制御操作端への制御操作量出力可否データS4を決定する。制御出力抑制部4においては、制御操作量出力可否データS4に応じて制御操作端への制御操作量S3の出力可否を決定し、可とされた制御操作量S3を、制御対象プラント1に与える制御操作量出力SOとして出力する。これにより、異常と判断される制御操作量S3は、制御対象プラント1に出力されなくなる。なお制御操作外乱発生部16は、プラント制御装置を検証する目的のために、外乱を生成し、制御対象プラント1に与えるものである。
Further, in the control
以上のように構成された制御実行装置20は、その処理実行のために、さらに後述するように、制御ルールデータベースDB1および出力判定データベースDB3を参照する。制御ルールデータベースDB1は、制御実行装置20内の制御ルール実行部10と、後述する制御方法学習装置21内の制御ルール学習部11の双方にアクセス可能に接続されている。制御ルール学習部11における学習結果としての制御ルール(ニューラルネット)が制御ルールデータベースDB1に格納されており、制御ルール実行部10は制御ルールデータベースDB1に格納された制御ルールを参照する。出力判定データベースDB3は、制御実行装置20内の制御出力判定部5にアクセス可能に接続されている。
The
図2は、本発明の実施例に係る制御ルール実行部10の具体的な構成事例を示している。制御ルール実行部10は、制御入力データ作成部2で作成した入力データS1を入力して、制御出力演算部3に制御操作端操作指令S2を与える。制御ルール実行部10はニューラルネット101を備えており、ニューラルネット101では基本的には図6に例示したような特許文献1の手法により制御操作端操作指令S2を定めている。本発明においては、制御ルール実行部10はさらにニューラルネット選択部102を備えており、制御ルールデータベースDB1に格納された制御ルールを参照することで、ニューラルネット101における制御ルールとして、最適な制御ルールを選択し、実行せしめる。このように図2の制御ルール実行部10においては、オペレータ班や制御目的で分けられた複数のニューラルネットから、必要なニューラルネットを選択し、使用している。制御ルールデータベースDB1には、制御対象プラント1からのデータとして、ニューラルネットおよび良否判定基準を選択できるような実績データ(操業班のデータ等)Siも含むのがよい。なお、ニューラルネットを実行すると制御ルールになるという関係にあることから、本明細書においてはニューラルネットと制御ルールを区別せず、同義の意味で使用している。
FIG. 2 shows a specific configuration example of the control
図1に戻り、制御方法学習装置21においては、制御実行装置20で使用するニューラルネット101の学習を実施する。制御実行装置20が制御対象プラント1に対して、制御操作量出力SOを出力した場合、実際に制御効果が実績データSiの変化となって現れるには時間を要する。このため、その時間だけ時間遅れさせたデータを用いて学習を実施する。図1において、Z−1は、各データに対する適宜の時間遅れ機能を表している。
Returning to FIG. 1, the control
制御方法学習装置21は、制御結果良否判定部6、学習データ作成部7、制御ルール学習部11、良否判定データベースDB4を主たる要素として構成されている。
The control
このうち、制御結果良否判定部6は、制御対象プラント1からの実績データSiおよび実績データ前回値Si0、並びに良否判定データベースDB4に記憶された良否判定データS5を用いて、実績データSiが良くなる方向に変化したか、悪くなる方向に変化したか判定し、制御結果良否データS6を出力する。
Of these, the control result pass /
制御方法学習装置21内の学習データ作成部7においては、制御実行装置20にて作成した制御操作端操作指令S2、制御操作量S3、制御操作量出力可否データS4などの入力データをそれぞれ同じ時間だけ時間遅れさせたデータと、制御結果良否判定部6よりの制御結果良否データS6を用いて、ニューラルネットの学習に使用する新規の教師データS7aを作成し、制御ルール学習部11に与える。なお、教師データS7aは、制御ルール実行部10が出力する制御操作端操作指令S2に対応するものであり、学習データ作成部7は、制御結果良否判定部6が与える制御結果良否データS6を用いて制御ルール実行部10が出力する制御操作端操作指令S2を推定して得たデータを、新規の教師データS7aとして求めたものということができる。
In the learning
図3は、本発明の実施例に係る制御ルール学習部11の具体的な構成事例を示している。制御ルール学習部11は、入力データ作成部114、教師データ作成部115、ニューラルネット処理部110、ニューラルネット選択部113を主たる構成要素として構成されている。また制御ルール学習部11は、外部からの入力として制御入力データ作成部2からの入力データS1を時間遅れさせたデータS8aを、学習データ作成部7からの新規の教師データS7aを得、また制御ルールデータベースDB1および学習データデータベースDB2に蓄積されたデータを参照する。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the control
制御ルール学習部11において、入力データS1は適宜の時間遅れ補償後に入力データ作成部114を介してニューラルネット処理部110に取り込まれる。
In the control
また制御ルール学習部11において、学習データ作成部7からの新規の教師データS7aは、教師データ作成部115において学習データデータベースDB2に記憶されている過去の教師データS7bも含めた合計の教師データS7cとして、ニューラルネット処理部110に与えられる。これらの教師データS7a、S7bは、適宜、学習データデータベースDB2に記憶されて、利用される。
Further, in the control
同様に、制御入力データ作成部2からの入力データS8aは、入力データ作成部114において学習データデータベースDB2に記憶されている過去の入力データS8bも含めた合計の入力データS8cとして、ニューラルネット処理部110に与えられる。これらの入力データS8a、S8bは、適宜、学習データデータベースDB2に記憶されて、利用される。
Similarly, the input data S8a from the control input
ニューラルネット処理部110は、ニューラルネット111とニューラルネット学習制御部112により構成されており、ニューラルネット111は、入力データ作成装置114からの入力データS8c、教師データ作成部115からの教師データS7c、ニューラルネット選択部113が選択した制御ルール(ニューラルネット)を取り込み、最終的に決定したニューラルネットを制御ルールデータベースDB1に格納する。
The neural
ニューラルネット学習制御部112は、入力データ作成装置114、教師データ作成部115、ニューラルネット選択部113に対して、適宜のタイミングでこれらを制御し、ニューラルネット111の入力を得、また処理結果を制御ルールデータベースDB1に格納すべく制御している。
The neural network
ここで、図2の制御実行装置20におけるニューラルネット101と、図3の制御方法学習装置21におけるニューラルネット111は、いずれも同じ概念のニューラルネットであるが、利用するうえでの基本概念上の相違について説明をしておくと、以下のようである。まず制御実行装置20におけるニューラルネット101は、予め定められた内容のニューラルネットであり、入力データS1を与えたときに対応する出力としての制御操作端操作指令S2を求めるものであり、いわば一方方向の処理に利用されるニューラルネットである。これに対し、制御方法学習装置21におけるニューラルネット111は、入力データS1と制御操作端操作指令S2についての入力データS8c、教師データS7cを学習データとして設定したときに、この入出力関係を満足するニューラルネットを学習により求めるためのものである。
Here, the
上記のように構成された制御方法学習装置21における基本的な処理の考え方は、以下のようである。まず、制御操作量出力可否データS4の内容が「可」の場合、制御対象プラント1に制御操作量出力SOを出力し、制御結果良否データS6の内容が「良」(実績データSiが良くなる方向に変化)の場合、制御ルール実行部10が出力した制御操作端操作指令S2は正しいと判断し、ニューラルネットの出力が制御操作端操作指令S2となるように学習データを作成する。
The concept of basic processing in the control
一方、制御操作量出力可否データS4の内容が「否」、または、制御対象プラント1に制御操作量出力SOを出力し、制御結果良否データS6の内容が「否」(実績データSiが悪くなる方向に変化)の場合、制御ルール実行部10が出力した制御操作端操作指令S2は誤っていると判断し、ニューラルネットの出力が出ないように学習データを作成する。このとき、制御出力として、同じ制御操作端に対して+方向、−方向の2種類の出力が出るようにニューラルネット出力を構成しておき、出力した側の制御操作端操作指令S2が出力されないように学習データを作成する。
On the other hand, the content of the control operation amount output availability data S4 is "No", or the content of the control operation amount output SO is output to the controlled
また図3に例示する制御ルール学習部11においては、ニューラルネット学習制御部112によるデータ処理の結果として、以下のように処理している。ここでは、まず制御実行装置20への入力データS1を時間遅れさせたS8cと、教師データ作成部115にて作成した教師データS7cの組合せである学習データを用いて、制御ルール実行部10にて用いたニューラルネット101の学習を実施する。実際には、制御ルール実行部10のニューラルネット101と同じニューラルネット111を制御ルール学習部11内に備えて、各種条件で運用テストしてその時の応答を学習し、学習の結果としてより良い結果を生じることが確認された制御ルールを得るものである。学習は、複数個の学習データを用いて行わせる必要があるため、過去に作成された学習データを蓄積している学習データデータベースDB2より、過去の学習データを複数個取り出して、学習し処理を実施するとともに、今回の学習データを学習データデータベースDB2に格納する。また、学習したニューラルネットは、制御ルール実行部10にて利用するために、制御ルールデータベースDB1に格納される。
Further, in the control
ニューラルネットの学習は、新しい学習データが作成される毎に、過去の学習データを一緒に用いて学習しても良いし、学習データがある程度(例えば100個分)蓄積されてから、過去の学習データを一緒に用いて学習しても良い。 In the learning of the neural net, each time new learning data is created, the past learning data may be used together for learning, or after the learning data is accumulated to some extent (for example, 100 pieces), the past learning You may learn by using the data together.
また、制御結果良否判定部6においては、良否判定データベースDB4からの良否判定基準をもとに良否判定を実施する。制御結果の良否判定は、制御目的に応じて判断結果が異なるため、複数の制御目的に応じたニューラルネットを複数作成し、入力データが同じでも制御目的によりそれぞれ教師データを作成し、学習することで、1回分の入力データに対して複数の教師データを作成し、それぞれの教師データに対応するニューラルネットの学習に用いることで、同時に複数の制御目的に対応したニューラルネットを学習していくことが可能である。ここで、複数の制御目的とは、例えば形状制御の場合、板幅方向でどの部分(板端部、センター部、非対称部等)を優先的に制御したいか、複数の制御対象項目(例えば、板厚と張力、圧延荷重等)のいずれを優先的に制御したいか、等のことである。
In addition, the control result
上記の様な構成とした場合、一旦制御ルール実行部10で用いられるニューラルネット101が学習してしまうと、新たな制御操作が実施されなくなる。そのため、制御操作外乱発生部16により、適時新たな操作方法を乱数的に発生させ、制御操作量S3に加えて制御操作を実行する事で、新たな制御方法を学習していく。
With the above configuration, once the
以下、特許文献1に示すようなセンヂミア圧延機における形状制御を対象に、本プラント制御方法の詳細を説明する。なお形状制御に関しては、下記のような仕様A、Bを採用するものとして説明する。
Hereinafter, the details of the present plant control method will be described for shape control in the Sendimia rolling mill as shown in
仕様Aは、優先度についての仕様であり、板幅方向の優先度の情報を持つものとする。例えば形状制御においては、板幅方向全域にわたって目標値に制御する事が、機械特性上困難な場合が多い。そのため、板幅方向で下記2つの優先度についての仕様A1、A2を設ける。このうち優先度についての仕様A1は「板端部を優先する」、優先度についての仕様A2は「中央部を優先する」であり、A1、A2という2つの優先順位に従った制御を実施する。制御を実施する場合は優先度についての仕様A1またはA2のいずれかを考慮する。 Specification A is a specification for priority, and has information on priority in the plate width direction. For example, in shape control, it is often difficult to control the target value over the entire plate width direction due to mechanical characteristics. Therefore, specifications A1 and A2 for the following two priorities are provided in the plate width direction. Of these, the specification A1 for priority is "priority is given to the plate edge", and the specification A2 for priority is "priority is given to the central part", and control is performed according to two priorities, A1 and A2. .. When performing control, consider either specifications A1 or A2 for priority.
仕様Bは、予め判明している条件への対応についての仕様である。一例をあげると、形状パターンと制御方法の関係は、種々の条件で変化することから、例えば、仕様B1を板幅、仕様B2を鋼種とする区分で分ける必要がある事が考えられる。上記それぞれが変化することで、形状操作端の形状への影響度合が変化する。 Specification B is a specification for dealing with a condition that is known in advance. As an example, since the relationship between the shape pattern and the control method changes under various conditions, it may be necessary to classify the specifications B1 as the plate width and the specifications B2 as the steel type. By changing each of the above, the degree of influence on the shape of the shape operation end changes.
この事例では制御対象プラント1は、センヂミア圧延機であり、実績データは形状実績となる。なおセンヂミア圧延機は、ステンレスなどの硬い材料を冷間圧延するためのクラスターロールを持つ圧延機である。ゼンジミア圧延機では、硬い材料に強圧下を与える目的で、小径のワークロールを用いる。このため、平坦な鋼板を得ることが難しい。この対策として、クラスターロールの構造やさまざまな形状制御部を採用している。センヂミア圧延機は一般には、上下の第1中間ロールが片テーパを持ち、シフトできるようになっているほか、上下に6個の分割ロールと2個のAS−Uと呼ばれるロールを備えている。以下に説明する事例では、形状の実績データSiとしては、形状検出器の検出データを用い、さらに入力データS1としては、目標形状との差である、形状偏差を用いる。また制御操作量S3としては、#1〜#nのAS−U、上下の第1中間ロールのロールシフト量とする。
In this example, the controlled
図4に、センヂミア圧延機の形状制御に用いる場合のニューラルネット構成を示す。ここでニューラルネットとは、制御ルール実行部10用ではニューラルネット101のことであり、制御ルール学習部11用ではニューラルネット111に示したニューラルネットを示しているが、いずも構造は同じである。
FIG. 4 shows a neural network configuration when used for shape control of a Sendimia rolling mill. Here, the neural network is the
図4に示すセンヂミア圧延機の形状制御の事例では、制御対象プラント1からの実績データSiは形状検出器のデータ(ここでは、実績形状と目標形状との差である形状偏差が出力されるものとする)を含むセンヂミア圧延機の実績データであり、制御入力データ作成部2では、入力データS1として規格化形状偏差201、形状偏差段階202を得る。これによりニューラルネット101、111の入力層は、規格化形状偏差201、形状偏差段階202により構成される。なお図4では、形状偏差段階202をニューラルネット入力層への入力としているが、段階に応じてニューラルネットを切替てもよい。
In the case of shape control of the Sendimia rolling mill shown in FIG. 4, the actual data Si from the controlled
また、出力層は、センヂミア圧延機の形状制御操作端である、AS−U、第1中間ロールに合わせて、AS−U操作度合301と第1中間操作度合302により構成される。それぞれの操作度合は、AS−Uについては、AS−U開方向(ロールギャップ(圧延機の上下作業ロール間の間隔)が開く方向)、AS−U閉方向(ロールギャップが閉じる方向)を各AS−Uについて持つ。また、第1中間ロールについては、第1中間ロール開方向(第1中間ロールが圧延機中心より外側に向かって動作する方向)、第1中間ロール閉方向(第1中間ロールが圧延機中心側に向かって動作する方向)を上下第1中間ロールについて持つ。例えば、形状検出器が20ゾーンで、形状偏差段階202を3段階(大、中、小)とした場合、入力層は23個の入力となる。また、AS−Uのサドルが7本、上下第1中間ロールが板幅方向でシフト可能とすると、出力層はAS−U操作度合301が14個、1中間操作度合が4個の計18個となる。中間層の層数および各層のニューロン数については、適時設定する。なお図8を参照して後述するが、出力層であるセンヂミア圧延機の形状制御操作端について、個々の制御操作端に対して+方向、−方向の2種類の出力が出るようにニューラルネット出力を構成している。
Further, the output layer is composed of an AS-
図10に形状偏差と制御方法について示している。ここでは図10上部に、形状偏差が大きい場合の制御方法を示し、図10の下部に形状偏差が小さい場合の制御方法を示している。なお高さ方向は形状偏差の大きさ、横軸方向は板幅方向であり、板幅の両側が板端部、中央が板中央部を表している。この図10の上部に示すように、形状偏差が大きい場合は、板幅方向の局部的な形状偏差よりも全体的な形状を修正することを優先する。一方図10の下部に示すように、形状偏差が小さい場合は、局部的な形状偏差を小さくすることを優先する。 FIG. 10 shows the shape deviation and the control method. Here, the upper part of FIG. 10 shows the control method when the shape deviation is large, and the lower part of FIG. 10 shows the control method when the shape deviation is small. The height direction is the magnitude of the shape deviation, the horizontal axis direction is the plate width direction, and both sides of the plate width represent the plate end and the center represents the plate center. As shown in the upper part of FIG. 10, when the shape deviation is large, the correction of the overall shape is prioritized over the local shape deviation in the plate width direction. On the other hand, as shown in the lower part of FIG. 10, when the shape deviation is small, priority is given to reducing the local shape deviation.
このように、形状偏差の大きさに応じて制御方法を変える必要があるため、図4に示すように形状偏差段階202を設けてニューラルネット101、111に与え、形状偏差の大きさを判定する。形状偏差については形状偏差の大小にかかわらず、例えば0〜1に規格化したものを用いるのがよい。これは、一例であって、形状偏差を規格化せずにそのままニューラルネットの入力層へ入力することも考えられるし、形状偏差の大小に応じて、ニューラルネット自体を変える(例えば、2つのニューラルネットを準備し、形状偏差が大きい場合に使用するニューラルネットと、小さい場合に使用するニューラルネットを分ける)事も考えられる。
In this way, since it is necessary to change the control method according to the magnitude of the shape deviation, the
以上説明した図4のような構成のニューラルネット101、111に対して、形状パターンに対する操作方法を学習させ、学習させたニューラルネットを用いて形状制御を実施する。同じ構成のニューラルネットでも、学習の条件により異なった特性となり、同じ形状パターンに対して異なった制御出力を出すようにすることができる。
The
そのため、形状実績の他の条件に応じて、複数のニューラルネットを使い分けることで、多様な条件に対して最適な制御を構成することができる。これは仕様Bへの対応である。先に説明した図2の構成は、係る仕様を行う場合の具体例を示している。図2の構成事例では、制御ルール実行部10において使用するニューラルネット101を、圧延実績や、圧延機オペレータ名、被圧延材の鋼種、板幅等により別個のニューラルネットを準備し、制御ルールデータベースDB1に登録しておく。ニューラルネット選択部102においては、その時点の条件に合致するニューラルネットを選択し、制御ルール実行部10のニューラルネット101に設定する。なおニューラルネット選択部102における、その時点の条件としては、制御対象プラント1における実績データSiの中から板幅のデータを取り込み、これに応じてニューラルネットを選択するのがよい。また、ここで使用する複数のニューラルネットは、図4に示すような入力層、出力層を持てば、中間層の層数、各層のユニット数は異なっても良い。
Therefore, by properly using a plurality of neural networks according to other conditions of the shape record, it is possible to configure optimum control for various conditions. This is a response to specification B. The configuration of FIG. 2 described above shows a specific example in the case of making such a specification. In the configuration example of FIG. 2, the
図7に、ニューラルネット101、111の入力層へ入力するためのデータS1(規格化形状偏差201、形状偏差段階202)を作成する、制御入力データ作成部2の概要を示す。ここでは実績データSiとして、制御対象プラント1であるセンヂミア圧延機における圧延時の板形状を検出する、形状検出器の形状検出器データを入力とし、まず、形状偏差PP値演算部210にて各形状検出器ゾーンの検出結果の最大値と最小値の差である形状偏差PP値(Peak To Peak値)SPPを求める。形状偏差段階演算部211では、形状偏差PP値SPPにより、形状偏差を大、中、小の3段階に分類する。形状は、被圧延材の伸び率の板幅方向分布であり、伸び率を10−5単位で表すI−UNITが単位として用いられる。例えば、下式のように分類する。
FIG. 7 shows an outline of the control input
ここでは、(1)式の成立により形状偏差段階が(大=1、中=0、小=0)とし、(2)式の成立により形状偏差段階が(大=0、中=1、小=0)とし、(3)式の成立により形状偏差段階が(大=0、中=0、小=1)とするように分類している。なおここでは、各ゾーンの形状偏差については、SPM=SPPとした、SPMを用いて規格化を実施する。 Here, the shape deviation stage is set to (large = 1, medium = 0, small = 0) by the establishment of equation (1), and the shape deviation stage is (large = 0, medium = 1, small) by the establishment of equation (2). = 0), and the shape deviation stage is classified as (large = 0, medium = 0, small = 1) by the establishment of equation (3). Here, the shape deviation of each zone is standardized using S PM with S PM = S PP .
以上のようにして、ニューラルネット101への入力データである規格化形状偏差201および形状偏差段階202を作成する。規格化形状偏差201および形状偏差段階202は、制御ルール実行部10の入力データS1である。
As described above, the normalized
図8に、制御出力演算部3の概要を示す。制御出力演算部3は、制御ルール実行部10内の、ニューラルネット101からの出力である制御操作端操作指令S2(センヂミア圧延機の形状制御の事例では、AS−U操作度合301、第1中間操作度合302がこれに相当する)より、各形状制御操作端への操作指令である制御操作量S3を作成する。なおここでは、複数個数が存在するAS−U操作度合301、第1中間操作度合302について、各1つのデータ例を示しており、各データは開方向度合と閉方向度合の一対のデータで構成されている。
FIG. 8 shows an outline of the control
制御出力演算部3内では、入力されたAS−U操作度合301は、各AS−U開方向、閉方向の出力をもつため、それらの差に変換ゲインGASUを掛ける事で、各AS−Uへの操作指令を出力する。変換ゲインGASUは、各AS−Uへの制御出力がAS−U位置変更量(単位は長さ)となることから、度合から位置変更量への変換ゲインとなる。
In the control
また同じく入力された第1中間操作度合302は、第1中間外側、内側の出力をもつため、それらの差に変換ゲインG1STを掛ける事で、各第1中間ロールシフトへの操作指令を出力する。変換ゲインG1STは、各第1中間ロールへの制御出力が第1中間ロールシフト位置変更量(単位は長さ)となることから、度合から位置変更量への変換ゲインとなる。
Further, since the input first
以上により、制御操作量S3を演算することができる。制御操作量S3は、#1〜#nAS−U位置変更量(nはAS−Uロールのサドル数による)と、上第1中間シフト位置変更量、下第1中間シフト位置変更量から構成されている。なお、図8には、制御操作外乱発生部16からの外乱データを制御操作端操作指令S2に加算する系統が図示されている。
From the above, the control operation amount S3 can be calculated. The control operation amount S3 is composed of # 1 to # nAS-U position change amount (n depends on the number of saddles of the AS-U roll), the upper first intermediate shift position change amount, and the lower first intermediate shift position change amount. ing. Note that FIG. 8 shows a system for adding disturbance data from the control operation
図9に、制御出力判定部5の概要を示す。制御出力判定部5は、圧延現象モデル501と形状修正良否判定部502から構成されており、制御対象プラント1よりの実績データSi、制御出力演算部3からの制御操作量S3、および出力判定データベースDB3の情報を得て、制御操作端への制御操作量出力可否データS4を与える。係る構成により制御出力判定部5においては、制御出力演算部3にて演算した制御操作量S3を制御対象プラント1である圧延機に出力した場合の形状の変化を、既知の制御対象プラント1のモデル(図9の実施例の場合は、圧延現象モデル501)に入力することで予測し、形状が悪化すると予想される場合は制御操作量出力SOを抑制し、形状が大きく悪化する事を防止する。
FIG. 9 shows an outline of the control
より詳細に述べると、制御操作量S3を圧延現象モデル501に入力し制御操作量S3による形状変化を予測し、形状偏差修正量予測データ503を演算する。他方、制御対象プラント1からの形状検出器データSi(現時点での形状偏差実績データ504)に、形状偏差修正量予測データ503を加算する事で形状偏差予測データ505を得、形状偏差予測データ505を評価することで、制御操作量S3を制御対象プラント1に出力したときに、形状がどのように変化するかが予測できる。現状の形状偏差実績データ504と形状偏差予測データ505より、形状修正良否判定部502においては、形状が良くなる方向に変化するのか、悪くなる方向に変化するのか判定し、制御操作量出力可否データS4を得る。
More specifically, the control operation amount S3 is input to the rolling
形状修正良否判定部502では、具体的には以下のようにして形状修正の良否判定を行う。まず形状制御の優先度についての仕様A1、A2で示したように、板幅方向での制御優先度を考慮するため、出力判定データベースDB3には、板幅方向の重み係数w(i)を仕様A1、仕様A2の各仕様に対して設定しておく。それを用いて、例えば下記の(4)式のような評価関数Jを用いて形状変化の良否を判定する。なお(4)式において、w(i)は重み係数、εfb(i)は形状偏差実績504、εest(i)は形状偏差予測505、iは形状検出器ゾーン、randは乱数項である。
Specifically, the shape correction
(4)式の評価関数Jを用いた場合、形状が良くなるときは評価関数Jが正、悪くなるときは評価関数Jが負となる。また、randは乱数項であり、評価関数Jの評価結果を乱数的に変化させる。これにより、形状が悪化する場合であっても、評価関数Jとしては正になる場合が発生するため、圧延現象モデル501が正しくない場合についても形状パターンと制御方法の関係を学習していく事が可能である。ここでrandは、試運転当初の様に、制御対象プラント1のモデルが不確実の場合は最大値を大きくし、ある程度制御方法を学習し安定した制御を実施したい場合は0とするように、適時変更する。
When the evaluation function J of the equation (4) is used, the evaluation function J is positive when the shape is good, and the evaluation function J is negative when the shape is bad. Further, land is a random number term, and the evaluation result of the evaluation function J is randomly changed. As a result, even if the shape deteriorates, the evaluation function J may be positive. Therefore, even if the rolling
形状修正良否判定部502においては、評価関数Jを演算し、J≧0のとき制御操作量出力可否データS4=1(可)とし、J<0のとき制御操作量出力可否データS4=0(否)のように制御操作量出力可否データS4を出力する。
The shape correction pass /
制御出力抑制部4においては、制御出力判定部5の判定結果である制御操作量出力可否データS4に応じて、制御対象プラント1への制御操作量出力SOの出力有無を決定する。制御操作量出力可否データS4は、#1〜#nAS−U位置変更量出力、上第1中間シフト位置変更量出力、下第1中間シフト位置変更量出力であり、
IF(制御操作量出力可否データS4=0)THEN
#1〜#nAS−U位置変更量出力=0
上第1中間シフト位置変更量出力=0
下第1中間シフト位置変更量出力=0
ELSE
#1〜#nAS−U位置変更量出力=#1〜#nAS−U位置変更量
上第1中間シフト位置変更量出力=上第1中間シフト位置変更量
下第1中間シフト位置変更量出力=下第1中間シフト位置変更量
ENDIF
により決定される。
The control
IF (control operation amount output availability data S4 = 0) THEN
# 1 to # nAS-U Position change amount output = 0
Upper 1st intermediate shift position change amount output = 0
Lower 1st intermediate shift position change amount output = 0
ELSE
# 1 to # nAS-U position change amount output = # 1 to # nAS-U position change amount Upper 1st intermediate shift position change amount output = Upper 1st intermediate shift position change amount Lower 1st intermediate shift position change amount output = Lower 1st intermediate shift position change amount ENDIF
Is determined by.
制御実行装置20においては、制御対象プラント1(圧延機)からの実績データSiより、上記の演算を実行し、制御操作量出力SOを制御対象プラント1(圧延機)に出力する事により形状制御を実施する。
In the
次に、制御方法学習装置21の動作概要について説明する。制御方法学習装置21においては、制御実行装置20で用いたデータの時間遅れデータを使用する。時間遅れZ−1は、e−TSを意味し、予め設定した時間Tだけ遅延させる事を示す。制御対象プラント1は、時間応答を持つため、制御操作量出力SOにより、実績データが変化するまで時間遅れが存在する。そのため、学習は、制御操作実行後、遅延時間Tだけ経過した時点での実績データを用いて実施する。形状制御においては、AS−Uや第1中間ロールに対する操作指令出力後、形状計が形状変化を検出するまで数秒要するため、T=2から3秒程度に設定するのがよい(形状検出器の種類や圧延速度によっても、遅れ時間は変化するため、制御操作端の変更が形状変化となるまでの最適な時間をTとして設定すればよい。)。
Next, an outline of the operation of the control
図11に、制御良否判定部6の動作概要を示す。形状変化良否判定部602においては、下式のような良否判定評価関数JCを用いる。
FIG. 11 shows an outline of the operation of the control
なお(5)式において、εfb(i)は実績データSiに含まれる形状偏差実績データ、εlast(i)は形状偏差実績データ前回値であり、wC(i)は良否判定用の板幅方向重み係数である。ここで、良否判定用の重み係数wC(i)は、良否判定データベースDB4より、制御の優先度についての仕様A1、A2に応じて設定する。良否判定評価関数Jcにより、制御結果の良否を判定する。また、制御出力判定部5の判定結果である制御操作量出力可否データS4が0(制御出力不可)の場合についても、実際に制御対象プラント1へ制御操作量出力=0であるが、形状が悪くなったと判断する。
In the equation (5), εfb (i) is the shape deviation actual data included in the actual data Si, εlast (i) is the previous value of the shape deviation actual data, and wC (i) is the plate width direction weight for pass / fail judgment. It is a coefficient. Here, the weight coefficient wC (i) for pass / fail judgment is set from the pass / fail judgment database DB4 according to the specifications A1 and A2 regarding the priority of control. The quality of the control result is judged by the quality judgment evaluation function Jc. Also, when the control operation amount output availability data S4, which is the determination result of the control
ここでは、制御操作量出力可否データS4=0の場合、制御結果良否データS6=−1とする。また閾値上限LCUと閾値下限LCLを、閾値条件(LCU≧0≧LCL)のもとで予め設定しておく。このときに、良否判定評価関数Jcとの比較の結果が、Jc>LCUであれば、制御結果良否データS6=−1(形状が悪くなった)とし、LCU≧Jc≧0であれば、制御結果良否データS6=0(形状が悪くなる方向に変化)とし、0>Jc≧LCLであれば、制御結果良否データS6=1(形状が良くなる方向に変化)とし、Jc<LCLであれば、制御結果良否データS6=0(形状が良くなった)とする。 Here, when the control operation amount output availability data S4 = 0, the control result quality data S6 = -1 is set. Further, the threshold upper limit LCU and the threshold lower limit LCL are set in advance under the threshold condition (LCU ≧ 0 ≧ LCL). At this time, if the result of comparison with the pass / fail judgment evaluation function Jc is Jc> LCU, the control result pass / fail data S6 = -1 (the shape has deteriorated), and if LCU ≧ Jc ≧ 0, control is performed. If the result good / bad data S6 = 0 (change in the direction of worsening the shape) and 0> Jc ≧ LCL, the control result good / bad data S6 = 1 (change in the direction of improving the shape) and Jc <LCL. , It is assumed that the control result quality data S6 = 0 (the shape has improved).
ここで、制御結果良否データS6=−1は、形状が悪くなったので、出力した制御出力を抑制する場合、制御結果良否データS6=0は、形状変化無し、または形状が良くなったので出力した制御出力を保持する場合、制御結果良否データS6=1は、形状が良くなる方向に変化したが、更に良くなる可能性が有るので、出力した制御量を増大させる場合である。 Here, since the shape of the control result good / bad data S6 = -1 has deteriorated, when the output control output is suppressed, the control result good / bad data S6 = 0 is output because there is no shape change or the shape has improved. When the control output is held, the control result quality data S6 = 1 has changed in the direction of improving the shape, but there is a possibility that the shape will be further improved. Therefore, this is a case where the output control amount is increased.
このように、制御の優先度についての仕様A1、A2に応じて、板幅方向の重み係数wC(i)が変わるため、良否判定評価関数Jcは異なる。そのため、制御結果良否データS6の判定結果も異なる事が考えられる。そのため、制御方法学習装置21においては、制御の優先度についての仕様A1、A2の2種類について、制御結果良否データS6の判定を実施する。
As described above, since the weighting coefficient wC (i) in the plate width direction changes according to the specifications A1 and A2 regarding the priority of control, the quality determination evaluation function Jc is different. Therefore, it is conceivable that the determination result of the control result quality data S6 is also different. Therefore, in the control
次に、学習データ作成部7の概要について説明する。図1に示したように、学習データ作成部7においては、制御結果良否判定部6からの判定結果(制御結果良否データS6)を基にして、制御操作端操作指令S2、制御操作量S3、制御出力抑制部の判定結果(制御操作量出力可否データS4)より、制御ルール学習部11で使用するニューラルネット111に対する教師データS7aを作成する。
Next, the outline of the learning
この場合の教師データS7aは、図4に示す、ニューラルネット111の出力層からの出力である、AS−U操作度合301、1中間操作度合302となる。学習データ作成部7は、ニューラルネット101の出力である制御操作端操作指令S2(AS−U操作度合301、1中間操作度合302)と、制御操作量出力SOである#1〜#nAS−U位置変更量出力、上第1中間シフト位置変更量出力、下第1中間シフト位置変更量出力を用いて、制御ルール学習部11で使用するニューラルネット111に対する教師データS7aを作成する。
The teacher data S7a in this case has an AS-
学習データ作成部7の動作概要を説明するにあたり、図8の制御出力演算部3における各部データや記号の関係を図12に整理している。ここでは、ニューラルネット101の出力である制御操作端操作指令S2についてAS−U操作度合301を代表的に示しており、操作度合正側のデータをOPref、操作度合負側のデータをOMref、制御操作外乱発生部16からの乱数的に発生する操作度合を操作度合乱数Oref、変換ゲインをG、制御操作量出力SOをCrefとして説明する。このように、ここでは、簡単のため、制御ルール実行部10のニューラルネット101の出力層からの出力として、操作度合正側および操作度合負側、制御操作外乱発生部16からの乱数的に発生する操作度合を操作度合乱数としている。また、制御操作端に対する制御操作量出力SOを操作指令値としている。
In explaining the outline of the operation of the learning
図13は、学習データ作成部7における処理段階と処理内容を示している。ここで、図12の記号の約束に則り説明すると、最初の処理段階71では、操作指令値Crefを(6)式により求めている。
FIG. 13 shows a processing stage and processing contents in the learning
次の処理段階72では、制御結果良否データS6に応じて操作指令値Crefを修正しC´refとする。具体的には制御結果良否データS6=−1のとき(7)式、制御結果良否データS6=0のとき(8)式、制御結果良否データS6=1のとき(9)式により、操作指令値Crefの修正値C´refとする。
In the
処理段階73では、修正された操作指令値C´refより、(10)、(11)式により操作度合修正量ΔOrefを求める。
In the
処理段階74では、ニューラルネット111への教師データOP´ref、OM´refを(12)式により求める。
In the
このように学習データ作成部7では、図12に示すように、実際に制御対象プラント1に対して出力した操作指令値Crefを、制御結果良否判定部6における判定結果である制御結果良否データS6に応じて、操作指令値修正値C´refを演算する。具体的には、制御結果良否データS6=1の場合は、制御方向はOKであるが、制御出力が不足していると判断された場合で、操作指令値を同じ方向にΔCrefだけ増加するようにする。逆に制御結果良否データS6=−1の場合は、制御方向が間違っていると判断された場合で、操作指令値を逆方向にΔCrefだけ減少するようにする。変換ゲインGは、予め設定したものであるから既知である事から、操作度合正側および操作度合負側の値が判れば、修正量ΔOrefを求める事が可能である。ここでΔCrefは、予め適当な値をシミュレーション等で求めておき、設定する。以上の手順により、制御ルール学習部11にて使用する教師データOP´ref、OM´refは上記の(12)式により求める事ができる。
As described above, in the learning
なお図13では簡便な事例で説明を行っているが、実際には、#1〜#nAS−Uに対するAS−U操作度合301および、上第1中間ロールシフト、下第1中間ロールシフトに対する第1中間操作度合302についてその全てを実施し、制御ルール学習部11で用いるニューラルネット111の教師データ(AS−U操作度合教師データ、1中間操作度合教師データ)とする。
Although the explanation is given in FIG. 13 with a simple example, in reality, the AS-
図14は学習データデータベースDB2に保存されたデータ例を示している。ニューラルネット111を学習するためには、多数の入力データS8aと教師データS7aの組合せが必要である。従って、学習データ作成部7で作成した教師データS7a(AS−U操作度合教師データ、第1中間操作度合)は、制御実行装置20にて制御ルール実行部10に入力された入力データS1(規格化形状偏差201および形状偏差段階202)の時間遅れデータS8aと組み合わせて一組の学習データとして、学習データデータベースDB2に保存される。
FIG. 14 shows an example of data stored in the learning data database DB2. In order to learn the neural network 111, a combination of a large number of input data S8a and teacher data S7a is required. Therefore, the teacher data S7a (AS-U operation degree teacher data, first intermediate operation degree) created by the learning
なお図1のプラント制御装置においては、各種のデータベースDB1、DB2、DB3、DB4を使用しているが、図15に各データベースDB1、DB2、DB3、DB4を連系的に管理運用するためのニューラルネット管理テーブルTBの構成を示す。管理テーブルTBは、仕様の管理テーブルを備えている。具体的には、管理テーブルTBは、仕様について(B1)板幅、(B2)鋼種、および制御の優先度についての仕様A1、A2に応じて区分けされる。(B1)板幅としては、例えば、3フィート幅、メータ幅、4フィート幅、5フィート幅の4区分が、鋼種としては、鋼種(1)〜鋼種(10)の10区分程度を用いる。また、制御の優先度についての仕様Aについては、A1およびA2の2種類とする。この場合、80区分となり、80個のニューラルネットを、圧延条件に応じて使い分けて使用する事となる。 In the plant control device of FIG. 1, various databases DB1, DB2, DB3, and DB4 are used, but in FIG. 15 , a neural for connecting and operating each of the databases DB1, DB2, DB3, and DB4 is shown. The configuration of the net management table TB is shown. The management table TB includes a specification management table. Specifically, the management table TB is classified according to specifications A1 and A2 regarding (B1) plate width, (B2) steel grade, and control priority. (B1) As the plate width, for example, 4 divisions of 3 feet width, meter width, 4 feet width, and 5 feet width are used, and as the steel grade, about 10 divisions of steel grades (1) to (10) are used. Further, regarding the specification A regarding the priority of control, there are two types, A1 and A2. In this case, there are 80 divisions, and 80 neural networks are used properly according to the rolling conditions.
ニューラルネット学習制御部112は、図14に示すような、入力データおよび教師データの組合せである学習データを、図15のニューラルネット管理テーブルTBに従って、該当するニューラルネットNo.と紐付けて、図16に示すような学習データデータベースDB2に格納する。
The neural network
制御実行装置20が、制御対象プラント1に対して、形状制御を実行するたびに、学習データが2組作成される。これは、同じ入力データ、制御出力に対して、制御結果良否判定が制御の優先度についての仕様A1および仕様A2の2つの評価基準を用いて行われるため、教師データが2種類作成されるためである。教師データがある程度(例えば200組)蓄積されたら、または新たに学習データデータベースDB2に蓄積されたら、ニューラルネット学習制御部112は、ニューラルネット111の学習を指示する。
Each time the
制御ルールデータベースDB1には、図15に示すような管理テーブルTBに従って、複数のニューラルネットが格納されており、ニューラルネット学習制御部112においては、学習が必要なニューラルネットNo.を指定して、ニューラルネット選択部113が制御ルールデータベースDB1より当該ニューラルネットを取り出し、ニューラルネット111に設定する。ニューラルネット学習制御部112は、学習データデータベースDB2より、当該ニューラルネットに対応する、入力データおよび教師データの取り出しを、入力データ作成部114および教師データ作成部115に指示し、それらを用いてニューラルネット111の学習を実施する。なおニューラルネットの学習方法は手法が種々提案されており、いずれの手法を用いても良い。
A plurality of neural networks are stored in the control rule database DB1 according to the management table TB as shown in FIG. 15, and in the neural network
ニューラルネット111の学習が完了すると、ニューラルネット学習制御部112は、学習結果であるニューラルネット111を、制御ルールデータベースDB1の当該ニューラルネットNo.の位置に書き戻すことで、学習が完了する。
When the learning of the neural network 111 is completed, the neural network
学習は、図15にて定義された全てのニューラルネットに対して定時間間隔(例えば1日毎)で一斉に実施しても良いし、新しい学習データがある程度(例えば100組)蓄積されたニューラルネットNo.のニューラルネットのみ、その時点で学習させても良い。 The learning may be performed simultaneously for all the neural networks defined in FIG. 15 at regular time intervals (for example, every day), or the neural network in which new learning data is accumulated to some extent (for example, 100 sets). No. Only the neural network of the above may be trained at that time.
以上により、制御対象プラント1である圧延機の形状を大きく乱すことなく、
1)基準形状パターンと、それに対する制御操作を予め別々に設定し、制御操作方法を学習していくのではなく、形状パターンと制御操作の組合せを学習し、それを用いて制御操作を実施する。
2)新たな制御ルールは、予め予想できるものでは無く、全く予測できなかった制御ルールが最適となる場合も有る事から、ランダムに制御操作端を動作させ、それに対する制御結果を見ながら見つけていく。
事が実現できる。
As a result, the shape of the rolling mill, which is the controlled
1) Rather than setting the reference shape pattern and the control operation for it separately in advance and learning the control operation method, the combination of the shape pattern and the control operation is learned and the control operation is performed using it. ..
2) New control rules are not predictable in advance, and control rules that could not be predicted at all may be optimal. Therefore, operate the control operation end at random and find it while looking at the control results for it. I will go.
Things can be realized.
なお、制御ルールデータベースDB1には、制御実行装置20で使用するニューラルネットが格納されるが、格納されるニューラルネットが、乱数でイニシャル処理を実施しただけのものだと、ニューラルネットの学習が進行し、それなりの制御が可能となるまで時間がかかる。そのため、制御対象プラント1に対して、制御部を構築した時に、その時点で判明している制御対象プラント1の制御モデルに基づき、予めシミュレーションにて、制御ルールの学習を実施し、シミュレータでの学習が完了したニューラルネットをデータベースに格納しておく事で、制御対象プラントの立上げ当初から、ある程度の性能の制御を実施する事が可能である。
The control rule database DB1 stores the neural network used by the
本発明のプラント制御装置は、実際には計算機システムとして実現されることになるが、この場合には計算機システム内に複数のプログラム群を形成することになる。 The plant control device of the present invention is actually realized as a computer system, but in this case, a plurality of program groups are formed in the computer system.
これらのプログラム群は、例えば、
制御実行装置の処理を達成させるための、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与える制御ルール実行プログラム、制御ルール実行プログラムが出力する制御出力の可否を判定するとともに、当該実績データと制御操作が誤りである事を前記制御方法学習装置に通知する制御出力判定プログラム、制御出力判定プログラムが、制御出力を制御対象プラントに出力した場合、制御対象プラントの前記実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を前記制御対象プラントに出力することを阻止する制御出力抑制プログラムであり、
制御方法学習装置の処理を達成させるための、制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが当該制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定する制御結果良否判定の処理を達成させるための制御結果良否判定プログラム、該制御結果良否判定プログラムにおける制御結果の良否と、制御出力をもちいて教師データを得る学習データ作成プログラム、前記実績データと前記教師データを学習データとして学習する制御ルール学習プログラムである。
そして、制御方法学習装置が学習する事で、前記制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを前記制御ルール実行プログラムにおける制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用するものである。
These programs are, for example,
A control rule execution program that gives control output according to a defined combination of control target plant performance data and control operations to achieve the processing of the control execution device, and whether or not the control output output by the control rule execution program is possible is determined. , When the control output determination program and the control output determination program that notify the control method learning device that the actual data and the control operation are incorrect output the control output to the controlled target plant, the actual data of the controlled target plant. It is a control output suppression program that prevents the control output from being output to the controlled plant when it is determined that
When the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant in order to achieve the processing of the control method learning device, the actual data is displayed before the control after a time delay until the control effect appears in the actual data. A control result quality determination program for achieving the control result quality determination process for determining whether the control result is good or bad, and the control result quality in the control result quality determination program. A learning data creation program that obtains teacher data using control output, and a control rule learning program that learns the actual data and the teacher data as training data.
Then, by learning by the control method learning device, different combinations of actual data and control operations are obtained for a plurality of control targets according to the state of the controlled target plant, and the obtained actual data and the combination of control operations are combined. Is used as a defined combination of the actual data of the controlled plant and the control operation in the control rule execution program.
なお本発明装置を実プラントに適用するに当たり、ニューラルネットの初期値を定めておく必要があるが、この点に関して実績データと制御操作の組合せを、制御対象プラントでの制御を実施する前に、制御対象プラントの制御モデルを用いてシュミレーションにより作成し、制御対象プラントにおける実績データと制御操作の組合せの学習期間を短縮するのがよい。 In applying the apparatus of the present invention to an actual plant, it is necessary to determine the initial value of the neural network. In this regard, the combination of the actual data and the control operation is controlled before the controlled plant is controlled. It is preferable to create by simulation using the control model of the controlled plant and shorten the learning period of the combination of the actual data and the control operation in the controlled plant.
本発明は、例えば圧延設備の1つである圧延機の制御方法及び部に関するものであり、実適用に当たっての問題点は特に無い。 The present invention relates to, for example, a control method and a part of a rolling mill, which is one of rolling equipment, and there is no particular problem in actual application.
1:制御対象プラント
2:制御入力データ作成部
3:制御出力演算部
4:制御出力抑制部
5:制御出力判定部
6:制御結果良否判定部
7:学習データ作成部
10:制御ルール実行部
11:制御ルール学習部
20:制御実行装置
21:制御方法学習装置
DB1:制御ルールデータベース
DB2:学習データデータベース
DB3:出力判定データベース
Si:実績データ
SO:制御操作量出力
S1:入力データ
S2:制御操作端操作指令
S3:制御操作量
S4:制御操作量出力可否データ
S5:良否判定データ
S6:制御結果良否データ
S7a、S7b、S7c:教師データ
S8a、S8b、S8c:入力データ(制御ルール学習部用)
1: Control target plant 2: Control input data creation unit 3: Control output calculation unit 4: Control output suppression unit 5: Control output judgment unit 6: Control result quality judgment unit 7: Learning data creation unit 10: Control rule execution unit 11 : Control rule learning unit 20: Control execution device 21: Control method learning device DB1: Control rule database
DB2: Learning data database
DB3: Output judgment database Si: Actual data SO: Control operation amount output S1: Input data S2: Control operation end operation command S3: Control operation amount S4: Control operation amount output availability data S5: Good / bad judgment data S6: Control result good / bad data S7a, S7b, S7c: Teacher data S8a, S8b, S8c: Input data (for control rule learning unit)
Claims (11)
制御対象プラントの実績データと制御操作の組合せを学習する制御方法学習装置と、学習した前記実績データと制御操作の組合せに応じて制御対象プラントの制御を実施する制御実行装置を備え、
前記制御実行装置は、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与える制御ルール実行部と、該制御ルール実行部が出力する制御出力の可否を判定するとともに、当該実績データと制御操作が誤りである事を前記制御方法学習装置に通知する制御出力判定部と、該制御出力判定部が、制御出力を前記制御対象プラントに出力した場合、前記制御対象プラントの前記実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を前記制御対象プラントに出力することを阻止する制御出力抑制部とを備え、
前記制御方法学習装置は、前記制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定する制御結果良否判定部と、該制御結果良否判定部における制御結果の良否と、前記制御出力をもちいて教師データを得る学習データ作成部と、前記実績データと前記教師データを学習データとして学習する制御ルール学習部とを備え、前記制御方法学習装置が学習する事で、前記制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを前記制御ルール実行部における制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用することを特徴とするプラント制御装置。 It is a plant control device that recognizes the pattern of combination of actual data of the controlled plant and executes control for the controlled plant.
It is equipped with a control method learning device that learns the combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, and a control execution device that controls the controlled plant according to the combination of the learned actual data and the control operation.
The control execution device determines whether or not the control rule execution unit that gives control output according to a predetermined combination of the actual data of the controlled plant and the control operation and the control output output by the control rule execution unit are possible, and the actual result. When the control output determination unit that notifies the control method learning device that the data and the control operation are incorrect and the control output determination unit output the control output to the control target plant, the actual result of the control target plant. When it is determined that the data deteriorates, it is provided with a control output suppression unit that prevents the control output from being output to the controlled plant.
In the control method learning device, when the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant, the actual data may be compared before the control after a time delay until the control effect appears in the actual data. A control result quality determination unit that determines the quality of the control result as to whether the control result has become worse or worse, a learning data creation unit that obtains teacher data using the control output and the quality of the control result in the control result quality judgment unit. A control rule learning unit that learns the actual data and the teacher data as learning data is provided, and the control method learning device learns the data separately for a plurality of control targets according to the state of the controlled plant. The feature is that a combination of the actual data and the control operation is obtained, and the combination of the obtained actual data and the control operation is used as a defined combination of the actual data of the controlled plant and the control operation in the control rule execution unit. Plant controller.
制御対象プラントの実績データの大小に応じて、実績データと制御操作の組合せを替える為、実績データの大小に関する情報と、実績データを規格化しパターン認識を実施しやすくする情報を用いて、実績データと制御操作の組合せを学習し、制御する事を特徴とするプラント制御装置。 The plant control device according to claim 1.
In order to change the combination of the actual data and the control operation according to the size of the actual data of the controlled plant, the actual data is used by using the information on the size of the actual data and the information that standardizes the actual data and facilitates pattern recognition. A plant control device characterized by learning and controlling a combination of control operations.
前記制御ルール実行部は、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せを第1のニューラルネットとして保持し、前記制御ルール学習部は、実績データと制御操作の組合せを第2のニューラルネットとして保持し、前記制御方法学習装置における学習の結果得られた第2のニューラルネットを前記制御ルール実行部における前記第1のニューラルネットとして使用することを特徴とするプラント制御装置。 The plant control device according to claim 1 or 2.
The control rule execution unit holds a defined combination of the actual data of the controlled plant and the control operation as the first neural network, and the control rule learning unit holds the combination of the actual data and the control operation as the second neural network. A plant control device that is held as a net and uses a second neural network obtained as a result of learning in the control method learning device as the first neural network in the control rule execution unit.
前記制御実行装置は、前記制御出力に外乱を与える制御操作外乱発生部を備え、前記制御方法学習装置は、外乱を印加されたときも含めて学習することを特徴とするプラント制御装置。 The plant control device according to any one of claims 1 to 3.
The control execution device includes a control operation disturbance generating unit that gives a disturbance to the control output, and the control method learning device is a plant control device that learns including when a disturbance is applied.
前記制御方法学習装置は、予め定められた複数の仕様のもとでの学習により、実績データと制御操作の複数の組合せを得ており、前記制御実行装置は、実績データと制御操作の複数の組合せの中から制御対象プラントの運転状態に応じて1つの実績データと制御操作の組合せを選択し前記制御出力を与えることを特徴とするプラント制御装置。 The plant control device according to any one of claims 1 to 4.
The control method learning device has obtained a plurality of combinations of actual data and control operations by learning under a plurality of predetermined specifications, and the control execution device has a plurality of actual data and control operations. A plant control device characterized in that one combination of actual data and control operation is selected from the combinations according to the operating state of the controlled plant and the control output is given.
実績データの大小に応じて、使用する実績データと操作方法の組合せを学習するニューラルネットを変更する事を特徴とするプラント制御装置。 The plant control device according to claim 3.
A plant control device characterized in that a neural network for learning a combination of actual data to be used and an operation method is changed according to the size of actual data.
前記実績データと制御操作の組合せを、制御対象プラントでの制御を実施する前に、制御対象プラントの制御モデルを用いてシュミレーションにより作成し、制御対象プラントにおける前記実績データと制御操作の組合せの学習期間を短縮する事を特徴とするプラント制御装置。 The plant control device according to any one of claims 1 to 6 .
The combination of the actual data and the control operation is created by simulation using the control model of the controlled plant before the control is performed in the controlled plant, and the combination of the actual data and the control operation in the controlled plant is learned. A plant control device characterized by shortening the period.
前記制御対象プラントは、圧延機であり、前記実績データは前記圧延機の出側形状であることを特徴とする圧延機制御装置。 A rolling mill control device to which the plant control device according to any one of claims 1 to 7 is applied.
The rolling mill control device is characterized in that the controlled plant is a rolling mill, and the actual data is the shape of the outside of the rolling mill.
制御対象プラントの実績データと制御操作の組合せを学習する制御方法学習装置と、学習した前記実績データと制御操作の組合せに応じて制御対象プラントの制御を実施する制御実行装置を備え、
前記制御実行装置は、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与え、該制御出力の可否を判定して、当該実績データと制御操作が誤りである事を前記制御方法学習装置に通知し、制御出力を前記制御対象プラントに出力した場合に前記制御対象プラントの前記実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を前記制御対象プラントに出力することを阻止し、
前記制御方法学習装置は、前記制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定し、該制御結果の良否と、前記制御出力をもちいて教師データを得、前記実績データと前記教師データを学習データとして学習し、学習する事で、前記制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを前記制御実行装置における制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用することを特徴とするプラント制御方法。 It is a plant control method that recognizes the combination pattern of the actual data of the controlled plant and executes the control for the controlled plant.
It is equipped with a control method learning device that learns the combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, and a control execution device that controls the controlled plant according to the combination of the learned actual data and the control operation.
The control execution device gives a control output according to a predetermined combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, determines whether or not the control output is possible, and controls that the actual data and the control operation are incorrect. If the method learning device is notified and it is determined that the actual data of the controlled target plant deteriorates when the control output is output to the controlled target plant, the control output is prevented from being output to the controlled target plant.
In the control method learning device, when the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant, the actual data may be compared before the control after a time delay until the control effect appears in the actual data. The quality of the control result as to whether the control result has become worse or worse is determined, the teacher data is obtained by using the control result and the control output, and the actual data and the teacher data are learned and learned as learning data. As a result, separate performance data and control operation combinations are obtained for a plurality of control targets according to the state of the control target plant, and the obtained performance data and control operation combination is used as the control target plant in the control execution device. A plant control method characterized in that it is used as a defined combination of actual data and control operations.
前記制御対象プラントは、圧延機であり、前記実績データは前記圧延機の出側形状であることを特徴とする圧延機制御方法。 A rolling mill control method to which the plant control method according to claim 9 is applied.
The rolling mill control method, wherein the controlled plant is a rolling mill, and the actual data is the shape of the outside of the rolling mill.
計算機システムは、制御対象プラントの実績データと制御操作の組合せを学習する制御方法学習装置と、学習した前記実績データと制御操作の組合せに応じて制御対象プラントの制御を実施する制御実行装置を備え、
前記プログラムは、
前記制御実行装置の処理を達成させるための、制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せに従って制御出力を与える制御ルール実行プログラム、該制御ルール実行プログラムが出力する制御出力の可否を判定するとともに、当該実績データと制御操作が誤りである事を前記制御方法学習装置に通知する制御出力判定プログラム、該制御出力判定プログラムが、制御出力を制御対象プラントに出力した場合、制御対象プラントの前記実績データが悪化すると判断した場合は、制御出力を前記制御対象プラントに出力することを阻止する制御出力抑制プログラムであり、
前記制御方法学習装置の処理を達成させるための、制御実行装置が制御出力を実際に、制御対象プラントに出力した場合に、制御効果が実績データに表れるまでの時間遅れ後に、実績データが制御前に比較して良くなったか、悪くなったかについての制御結果の良否を判定する制御結果良否判定の処理を達成させるための制御結果良否判定プログラム、該制御結果良否判定プログラムにおける制御結果の良否と、制御出力をもちいて教師データを得る学習データ作成プログラム、前記実績データと前記教師データを学習データとして学習する制御ルール学習プログラムであり、
制御方法学習装置が学習する事で、前記制御対象プラントの状態に応じて複数の制御目標に対して別個の実績データと制御操作の組合せを得、得られた実績データと制御操作の組合せを前記制御ルール実行プログラムにおける制御対象プラントの実績データと制御操作の定められた組合せとして使用することを特徴とするプログラム。 It is a program when a computer system realizes a plant control device that recognizes a combination pattern of actual data of a controlled plant and executes control for the controlled plant.
The computer system includes a control method learning device that learns the combination of the actual data of the controlled plant and the control operation, and a control execution device that controls the controlled plant according to the combination of the learned actual data and the control operation. ,
The program
A control rule execution program that gives control output according to a predetermined combination of control target plant performance data and control operations to achieve the processing of the control execution device, and determines whether or not the control output output by the control rule execution program is possible. At the same time, when the control output determination program that notifies the control method learning device that the actual data and the control operation are incorrect and the control output determination program outputs the control output to the control target plant, the control target plant It is a control output suppression program that prevents the control output from being output to the controlled plant when it is determined that the actual data deteriorates.
When the control execution device actually outputs the control output to the controlled plant in order to achieve the processing of the control method learning device, the actual data is before control after a time delay until the control effect appears in the actual data. A control result good / bad judgment program for achieving the control result good / bad judgment process for determining whether the control result is good or bad, and the good / bad of the control result in the control result good / bad judgment program. It is a learning data creation program that obtains teacher data using control output, and a control rule learning program that learns the actual data and the teacher data as training data.
By learning the control method learning device, different combinations of actual data and control operations are obtained for a plurality of control targets according to the state of the controlled plant, and the obtained combinations of actual data and control operations are obtained. A program characterized in that it is used as a defined combination of actual data of a controlled plant and a control operation in a control rule execution program.
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