JP7156569B1 - Anomaly detector - Google Patents
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Abstract
一態様にかかる異常検出装置は、素材を所定の工程により圧延する圧延システムの異常を検出する異常検出装置において、所定の工程前における素材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する工程前仕様判定部と、所定の工程後における素材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する工程後仕様判定部と、所定の工程に対してオペレータが介入した操作量を抽出する介入操作量抽出部と、少なくとも工程後仕様判定部が所定の仕様を満たしていると判定し、かつ、介入操作量抽出部が抽出した操作量が予め定められた操作量を超えている場合に、所定の工程に異常があったと判定する判定部と、判定部が判定した結果を出力する出力部とを有する。An abnormality detection device according to one aspect is an abnormality detection device that detects an abnormality in a rolling system that rolls a material in a predetermined process, and before the process of determining whether the material satisfies predetermined specifications before the predetermined process. A specification determination unit, a post-process specification determination unit that determines whether or not a material after a predetermined process satisfies a predetermined specification, and an intervention operation amount extractor that extracts an operation amount that an operator has intervened in a predetermined process. and at least the post-process specification determination unit determines that the predetermined specifications are satisfied, and when the operation amount extracted by the intervention operation amount extraction unit exceeds the predetermined operation amount, a predetermined process and an output unit for outputting the result determined by the determination unit.
Description
本発明は、圧延システムの異常を検出する異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device for detecting an abnormality in a rolling system.
例えば、鉄鋼などを圧延する圧延プロセスには、熱間圧延ライン及び冷間圧延ラインを備え、素材(圧延材:材料)を複数のライン又は工程でそれぞれ圧延させる圧延システムなどが用いられる。 For example, a rolling process for rolling steel or the like uses a rolling system that includes a hot rolling line and a cold rolling line and rolls a raw material (rolled material: material) in a plurality of lines or processes.
また、圧延プロセスは、設備の経時劣化などによって異常が発生し、圧延する素材の品質に影響を与えることがある。 In addition, in the rolling process, anomalies may occur due to deterioration of equipment over time, etc., which may affect the quality of the raw material to be rolled.
例えば、バルブ異常などによって圧延ロールのクーラントバランスが崩れると、圧延された素材には、曲がりなどの形状異常や、オフセンターなどの走行性異常が発生する。 For example, if the coolant balance of the rolling rolls is disturbed due to a valve abnormality or the like, shape abnormalities such as bending and runnability abnormalities such as off-center occur in the rolled material.
また、オペレータは、操業時の素材の状態やプロセスデータを監視し、その素材を適正な品質精度に仕上げるために、予め計算機で設定された圧延条件による制御に介入し、手動で圧延条件を操作して調整している。 In addition, the operator monitors the state of the material and process data during operation, intervenes in the control based on the rolling conditions set in advance by the computer, and manually manipulates the rolling conditions in order to finish the material to the appropriate quality accuracy. are adjusted accordingly.
この場合、オペレータのスキルやノウハウにより、素材の品質精度が保たれたとしても、圧延プロセスに異常が生じていたか否かは認知されない。一般的に、操業に重大な影響を及ぼしかねない設備異常を予防するために、プロセスの異常を早期に検出することは設備産業全体の課題である。 In this case, even if the quality accuracy of the raw material is maintained by the operator's skill and know-how, it is not recognized whether or not an abnormality has occurred in the rolling process. In general, early detection of process anomalies is a challenge for the entire equipment industry in order to prevent equipment anomalies that can seriously affect operations.
また、一般に広く使われる統計的プロセス管理の手法では、圧延後の素材の精度や、圧延の安定性などの圧延プロセス後の結果から異常を検出し、圧延結果に異常があれば、設備異常も含む圧延プロセスに異常があったと判断される。 In addition, in the widely used statistical process control method, anomalies are detected from the results of the rolling process, such as the accuracy of the material after rolling and the stability of the rolling. It is judged that there was an abnormality in the rolling process including.
また、圧延プロセスの異常診断に関して、モデルベースを基本とする方法が特許文献1に開示されている。データ活用を基本とする方法は、例えば特許文献2に開示されている。
In addition,
特許文献1に開示されている異常診断方法では、正常操業時に得られた製造プロセスにおける複数種類の変数の実績値を用いて、製造中の製品の状態を予測する複数の数式表現したサブモデルを作成し、シナリオ推定リストを用いて異常原因を推定する。
In the abnormality diagnosis method disclosed in
ここでは、製造プロセスを構成する各設備について、製造前の素材実績関連、設備の設定関連、設備の実績関連、手動作業介入の実績関連、中間製品の状態実績関連、及び製造後の製品実績関連を数式表現したサブモデルを作成する。また、製造プロセスで発生した異常状態の原因を推定するときに用いられるルールをシナリオ推論リストとして規定しておく。 Here, for each piece of equipment that constitutes the manufacturing process, the material results before manufacturing, the equipment settings, the equipment results, the manual intervention results, the intermediate product status results, and the product results after manufacturing Create a sub-model that expresses the formula. Also, the rules used when estimating the cause of an abnormal state that has occurred in the manufacturing process are defined as a scenario inference list.
そして、サブモデルごとに異常の有無を検出し、シナリオ推論リストを用いて製造後製品における異常の原因を推定する。 Then, the presence or absence of abnormality is detected for each submodel, and the cause of the abnormality in the manufactured product is estimated using the scenario inference list.
例えば、設備iにおける製造プロセスの異常状態の主因子(上流側因子)が「設備実績」であり、設備kにおける製造プロセスの異常状態の副因子(下流側因子)が「手介入実績」である場合、「設備iにおいて設備異常が発生し、設備異常を補うためにオペレータが設備kを操作したがミスが発生したこと」を製造プロセスの異常状態の原因と推定する。 For example, the main factor (upstream factor) of the abnormal state of the manufacturing process at facility i is "facilities performance", and the secondary factor (downstream factor) of the abnormal state of the manufacturing process at facility k is "manual intervention performance". In this case, it is presumed that the cause of the abnormal state of the manufacturing process is that "an equipment failure occurred in the equipment i, and the operator operated the equipment k to compensate for the equipment failure, but a mistake occurred".
しかし、この診断方法は、製造実績に異常が起こった時に、その因果関係として異常の原因となった設備、設定、手介入を探すものである。すなわち、この診断方法には、製造実績に異常があるか否かに関わらず、設備を含む圧延プロセスに異常があるか否かを検出することは含まれていない。 However, this diagnostic method searches for the equipment, setting, and manual intervention that caused the abnormality as the causal relationship when an abnormality occurs in the manufacturing performance. In other words, this diagnosis method does not include detecting whether there is an abnormality in the rolling process including equipment, regardless of whether there is an abnormality in the manufacturing performance.
また、特許文献2には、データ圧延設備等における設備及び製品プロセス異常状態の診断方法及び装置に対して、特に異常原因と異常状態との因果関係を明確にすることができる異常診断方法が開示されている。
In addition,
また、特許文献2は、線形多変量解析を行って製品プロセス異常状態を診断する方法、及びニューラルネットワークや遺伝的アルゴリズムを用いて異常原因と異常状態との因果関係を同定する方法などにおいて、外乱となる不必要な説明変数破棄方法を開示している。
In addition,
しかし、これらの診断方法も、圧延の結果として発現する異常について、その原因を、設備異常を含む圧延プロセスの異常に求めるための診断方法である。 However, these diagnostic methods are also diagnostic methods for determining the cause of an abnormality that appears as a result of rolling from an abnormality in the rolling process, including an equipment abnormality.
上述したように、従来は、製品品質、圧延安定性などの圧延結果に異常が発生したときに、原因として考えられる設備などの圧延プロセス異常を発見する方法が提案されていた。しかしながら、オペレータが手動操作により制御に介入して圧延プロセス異常を補完することによって圧延結果が正常に保たれた場合、圧延プロセスの異常を検出することはできない。 As described above, conventionally, methods have been proposed for discovering a possible cause of an abnormality in the rolling process, such as equipment, when an abnormality occurs in a rolling result such as product quality or rolling stability. However, if the operator manually intervenes in the control to compensate for the rolling process abnormality and the rolling result is kept normal, the abnormality in the rolling process cannot be detected.
実際の製造プロセスにおいては、オペレータなどが介入して、所望の圧延結果を得られるように圧延プロセスを調整すること多い。 In the actual manufacturing process, an operator or the like often intervenes to adjust the rolling process so as to obtain the desired rolling result.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、素材を処理する所定の工程後における素材が所定の仕様を満たしていても、所定の工程に発生した異常を検出することができる異常検出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is made to solve the above problems, and detects an abnormality occurring in a predetermined process even if the material after the predetermined process of processing the material satisfies a predetermined specification. It is an object of the present invention to provide an anomaly detection device capable of
本発明の一態様にかかる異常検出装置は、素材を所定の工程により圧延する圧延システムの異常を検出する異常検出装置において、前記所定の工程前における素材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する工程前仕様判定部と、前記所定の工程後における素材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する工程後仕様判定部と、前記所定の工程に対してオペレータが介入した操作量を抽出する介入操作量抽出部と、少なくとも前記工程後仕様判定部が所定の仕様を満たしていると判定し、かつ、前記介入操作量抽出部が抽出した操作量が予め定められた操作量を超えている場合に、前記所定の工程に異常があったと判定する判定部と、前記判定部が判定した結果を出力する出力部とを有することを特徴とする。 An abnormality detection device according to one aspect of the present invention is an abnormality detection device that detects an abnormality in a rolling system that rolls a material in a predetermined process, and determines whether the material before the predetermined process satisfies predetermined specifications. a pre-process specification determination unit for determining whether or not a material after the predetermined process satisfies a predetermined specification; The intervention manipulated variable extracting unit for extraction and at least the post-process specification determining unit determine that the predetermined specifications are satisfied, and the manipulated variable extracted by the intervening manipulated variable extracting unit exceeds the predetermined manipulated variable. and an output unit for outputting the result determined by the determination unit.
また、本発明の一態様にかかる異常検出装置は、好適には、前記判定部が、素材の仕様、又はオペレータごとに異なる基準により異常があったか否かを判定することを特徴とする。 Further, the abnormality detection device according to one aspect of the present invention is preferably characterized in that the determination unit determines whether or not there is an abnormality based on material specifications or criteria that differ from operator to operator.
また、本発明の一態様にかかる異常検出装置は、好適には、前記判定部が、非統計手法を用いて異常があったか否かを判定することを特徴とする。 Further, in the anomaly detection device according to one aspect of the present invention, the determination unit preferably determines whether or not there is an anomaly using a non-statistical method.
本発明によれば、素材を処理する所定の工程後における素材が所定の仕様を満たしていても、所定の工程に発生した異常を検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect an abnormality occurring in a predetermined process even if the material after the predetermined process of processing the material satisfies the predetermined specifications.
以下に、図面を用いて圧延システムの異常を検出する異常検出装置の一実施形態を説明する。図1は、圧延システムと、圧延システムの異常を検出する異常検出装置を備えたプロセス制御システム1の構成例を示す図である。
An embodiment of an abnormality detection device for detecting an abnormality in a rolling system will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a rolling system and a
図1に示すように、プロセス制御システム1は、例えば2つの圧延システムである熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3がそれぞれ制御ネットワーク10を介して異常検出装置4に接続されることによって構成され、複数の圧延工程によって素材(圧延材)を順次に圧延する。
As shown in FIG. 1, a
制御ネットワーク10は、例えばLAN(Local Area Network)などのネットワークであり、制御用LAN及び情報系LANを含むように構成されてもよい。
The
熱間圧延ライン2は、例えば加熱炉(RF:Reheating Furnace)20、粗圧延機(RM:Roughing mill)21、クロップシャー(CS:Crop Shear)22、仕上圧延機(FM:Finishing Mills)23、冷却装置(ROT:Run Out Table)24、及び巻取機(DC:Down Coiler)25を有する。また、熱間圧延ライン2は、例えばセンサ26-1~26-4を備え、オペレータが第1操作盤27を操作することにより、熱間圧延ライン2を構成する各部を第1制御装置28が制御するように構成されている。
The hot
熱間圧延ライン2は、加熱炉20が出力するスラブに対して粗圧延機21が粗圧延を行い、クロップシャー22がカットした圧延材を仕上圧延機23へ送る。そして、熱間圧延ライン2は、粗圧延された圧延材を仕上圧延機23がさらに所定の仕様まで圧延し、冷却装置24が冷却させた後に巻取機25が巻き取る。このように、熱間圧延ライン2は、複数の工程を含んで圧延材に所定の処理を行う。
In the hot
また、センサ26-1は、例えば粗圧延機21の出側に配置されており、粗圧延機21により圧延された圧延材の圧延実績データを検出し、第1制御装置28に対して出力する。例えば、センサ26-1は、圧延方向(圧延材の進行方向)に異なる複数の位置それぞれにおける圧延材の長さ、厚さ、幅、及び温度などを第1制御装置28が取得できるように、圧延工程における各実績値を検出する。
Further, the sensor 26-1 is arranged, for example, on the delivery side of the roughing mill 21, detects the rolling performance data of the rolled material rolled by the roughing mill 21, and outputs it to the
センサ26-2は、仕上圧延機23の入側に配置されており、仕上圧延機23に対して送られる圧延材の圧延実績データを検出し、第1制御装置28に対して出力する。例えば、センサ26-2は、圧延方向に異なる複数の位置それぞれにおける圧延材の長さ、厚さ、幅、及び温度などを第1制御装置28が取得できるように、圧延材に対する各実績値を検出する。
The sensor 26 - 2 is arranged on the entry side of the finishing mill 23 , detects rolling performance data of the rolled material sent to the finishing mill 23 , and outputs the data to the
センサ26-3は、仕上圧延機23の出側に配置されており、仕上圧延機23により圧延された圧延材の圧延実績データを検出し、第1制御装置28に対して出力する。例えば、センサ26-3は、圧延方向に異なる複数の位置それぞれにおける圧延材の長さ、厚さ、幅、及び温度などを第1制御装置28が取得できるように、圧延工程における各実績値を検出する。
The sensor 26 - 3 is arranged on the delivery side of the finishing mill 23 , detects rolling performance data of the rolled material rolled by the finishing mill 23 , and outputs it to the
センサ26-4は、冷却装置24の出側に配置されており、冷却装置24により冷却された圧延材の圧延実績データを検出し、第1制御装置28に対して出力する。例えば、センサ26-4は、圧延方向に異なる複数の位置それぞれにおける圧延材の長さ、厚さ、幅、及び温度などを第1制御装置28が取得できるように、冷却工程後の各実績値を検出する。
The sensor 26 - 4 is arranged on the output side of the cooling device 24 , detects rolling performance data of the rolled material cooled by the cooling device 24 , and outputs the data to the
そして、第1制御装置28は、センサ26-1~26-4が検出した各圧延実績データを、制御ネットワーク10を介して異常検出装置4へ送信する。また、熱間圧延ライン2は、図示しないその他のセンサが多く設けられており、センサが検出した各種のデータをそれぞれ異常検出装置4へ送信する。
Then, the
冷間圧延ライン3は、例えばペイオフリール30、入側シャー31、溶接機32、ルーパー33、圧延機34、出側シャー35、テンションリール36、複数のセンサ37、第2操作盤38、及び第2制御装置39を有する。そして、冷間圧延ライン3は、オペレータが第2操作盤38を操作することにより、冷間圧延ライン3を構成する各部を第2制御装置39が制御するように構成されている。
The
冷間圧延ライン3は、熱間圧延ライン2の巻取機25が巻き取った圧延材のコイルの尾端を先端として、熱間圧延ライン2が圧延した圧延材をさらに圧延する。
The
より具体的には、ペイオフリール30は、巻取機25が巻き取ったコイルの尾端を先端として、圧延材を入側シャー31に向けて払い出す。入側シャー31及び出側シャー35は、圧延材の先端及び尾端を整えるために、前後のピンチロール(図示せず)により圧延材を挟んで通し、第2制御装置39の制御に応じて圧延材をカットする。
More specifically, the payoff reel 30 pays out the rolled material toward the
溶接機32は、コイルとコイルを溶接でつなぎ、複数のコイルに対する圧延工程を連続的に行うことを可能にする機能を有する。ルーパー33は、圧延材を貯め込み、圧延機34に対して圧延材を一定供給する。
The
圧延機34は、圧延材をさらに圧延する。テンションリール36は、圧延機34が圧延した圧延材を巻き取る。このように、冷間圧延ライン3は、複数の工程を含んで圧延材に所定の処理を行う。
The rolling
複数のセンサ37は、圧延機34内に設けられた複数のスタンド周辺に配置され、例えば圧延材の厚さなどを検出し、第2制御装置39に対して出力する。また、センサ37は、圧延方向に異なる複数の位置それぞれにおける圧延材の長さ、幅、及び温度などを第2制御装置39が取得できるように、圧延工程における各実績値を検出してもよい。
A plurality of
そして、第2制御装置39は、各センサ37などが検出した各圧延実績データを、制御ネットワーク10を介して異常検出装置4へ送信する。また、冷間圧延ライン3は、図示しないその他のセンサが多く設けられており、センサが検出した各種のデータをそれぞれ異常検出装置4へ送信する。
Then, the
このように、プロセス制御システム1は、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3それぞれによって圧延材を圧延し、異常検出装置4が各圧延工程における実績時系列データなどを受信する。また、異常検出装置4は、オペレータが第1操作盤27及び第2操作盤38に対して行った操作を示す情報を受信する。つまり、異常検出装置4は、オペレータが熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3に対して操作した操作量を収集する。
In this manner, the
次に、異常検出装置4の構成例について詳述する。図2は、一実施形態にかかる異常検出装置4の構成例を示す図である。異常検出装置4は、例えばCPUを備えたコンピュータなどであり、生産情報記憶部40、実績記憶部41、操作量記憶部42、一致判定部43、工程前仕様判定部44、工程後仕様判定部45、介入操作量抽出部46、判定部47、及び出力部48を有する。
Next, a configuration example of the
生産情報記憶部40は、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3における圧延材の生産情報(生産条件など)を予め記憶している。生産情報は、例えば、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3に投入される素材の鋼種、製品サイズなどを含む予め設定された計算機データである。
The production information storage unit 40 pre-stores production information (production conditions, etc.) of the rolled material in the
実績記憶部41は、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3が送信した実績時系列データを記憶する。実績時系列データは、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3が各工程で処理した圧延材を各センサが検出した結果などである。例えば、実績時系列データは、圧延材の品質精度、圧延現象の安定度、精度以外の品質問題などに関するデータである。
The
操作量記憶部42は、オペレータが自身の判断で第1操作盤27及び第2操作盤38に対して手動で行った操作(レバー操作やゲイン調整など)を示す情報(時系列データ)を記憶する。つまり、異常検出装置4は、オペレータが熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3に対して操作した各操作量を収集することが可能である。
The operation
一致判定部43は、オペレータが第1操作盤27又は第2操作盤38を介して入力した熱間圧延ライン2又は冷間圧延ライン3へのプロセス開始操作を示す情報を取得し、生産情報記憶部40が記憶している生産情報を読出す。また、一致判定部43は、熱間圧延ライン2又は冷間圧延ライン3が各工程で実行するプロセスと、読み出した生産情報の一致を判定する。
The
次に、一致判定部43は、生産情報記憶部40が記憶している複数の生産条件の中から熱間圧延ライン2又は冷間圧延ライン3が各工程で実行するプロセスを特定する。そして、一致判定部43は、所定の工程前のあるべき基準仕様を工程前仕様判定部44に対して出力する。また、一致判定部43は、所定の工程後のあるべき基準仕様を工程後仕様判定部45に対して出力する。また、一致判定部43は、所定の工程においてオペレータが通常介入し得る操作量(基準操作量:例えば閾値など)を判定部47に対して出力する。
Next, the
工程前仕様判定部44は、一致判定部43から入力された所定の工程前の基準仕様と、実績記憶部41から読み出した所定の工程前の実績時系列データとを比較し、所定の工程前における圧延材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する。つまり、工程前仕様判定部44は、所定の工程前の圧延材の精度を定量化して変化を監視している。そして、工程前仕様判定部44は、判定結果を判定部47に対して出力する。
The pre-process specification determination unit 44 compares the predetermined pre-process reference specification input from the
工程後仕様判定部45は、一致判定部43から入力された所定の工程後の基準仕様と、実績記憶部41から読み出した所定の工程後の実績時系列データとを比較し、所定の工程後における圧延材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する。つまり、工程後仕様判定部45は、所定の工程後の圧延材の精度を定量化して変化を監視している。そして、工程後仕様判定部45は、判定結果を判定部47に対して出力する。
The post-process
介入操作量抽出部46は、オペレータが自身の判断で第1操作盤27及び第2操作盤38に対して手動で行った操作を示す情報(時系列データ)を操作量記憶部42から読み出して、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3における各所定の工程に対してオペレータが手動で介入した操作量を示す介入操作量それぞれを抽出し、判定部47に対して出力する。つまり、介入操作量抽出部46は、オペレータの操作量を抽出し、定量化して変化を監視している。
The intervention operation
判定部47は、少なくとも工程後仕様判定部45が所定の仕様を満たしていると判定し、かつ、介入操作量抽出部46が抽出した操作量(介入操作量)が予め定められた操作量(基準操作量:例えば閾値)を超えている場合に、当該所定の工程に異常があったと判定する。そして、判定部47は、判定した結果を出力部48に対して出力する。
The
なお、判定部47は、例えば第1操作盤27又は第2操作盤38を介して入力された圧延材の仕様、又はオペレータごとに異なる基準(例えば特定条件)により、異常があったか否かを判定してもよい。圧延材の仕様、又はオペレータごとに、介入する操作量が異なることが考えられるためである。また、判定部47は、クラスタリングなどの非統計手法を用いて異常があったか否かを判定してもよい。
The
このように、判定部47は、オペレータの操作量に基づいて、オペレータの操作が圧延材の精度維持に役立っているか否かを、オペレータの操作量と所定の工程後の圧延材精度との相関をロジックと閾値などで判定する。
In this way, based on the operation amount of the operator, the
出力部48は、判定部47から入力された判定結果を出力する。例えば、出力部48は、判定部47から入力された判定結果やプロセス変化をディスプレイなどに表示することによって出力してもよいし、音や光などによって出力してもよい。
The
つまり、異常検出装置4は、生産条件が同一であり、プロセス後の素材精度(圧延材精度)が所定の仕様を満たしていても、当該プロセスにおけるオペレータの操作量が基準となる過去のデータなどから乖離している場合に、プロセスの異常と判定する。
In other words, even if the production conditions are the same and the material accuracy (rolled material accuracy) after the process satisfies a predetermined specification, the
図3は、一実施形態にかかる異常検出装置4の動作例を示すフローチャートである。図3に示すように、異常検出装置4は、ステップ100(S100)において、一致判定部43が、生産情報記憶部40が記憶している複数の生産条件の中から熱間圧延ライン2又は冷間圧延ライン3が各工程で実行するプロセスを特定する。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the
ステップ102(S102)において、工程前仕様判定部44は、一致判定部43から入力された所定の工程前の基準仕様と、実績記憶部41から読み出した所定の工程前の実績時系列データとを比較し、所定の工程前における圧延材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する。
In step 102 (S102), the pre-process specification determination unit 44 selects the predetermined pre-process reference specification input from the
ステップ104(S104)において、工程後仕様判定部45は、一致判定部43から入力された所定の工程後の基準仕様と、実績記憶部41から読み出した所定の工程後の実績時系列データとを比較し、所定の工程後における圧延材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する。
In step 104 (S104), the post-process
ステップ106(S106)において、介入操作量抽出部46は、オペレータが自身の判断で第1操作盤27及び第2操作盤38に対して手動で行った操作を示す情報(時系列データ)を操作量記憶部42から読み出して、熱間圧延ライン2及び冷間圧延ライン3における各所定の工程に対してオペレータが手動で介入した操作量を示す介入操作量それぞれを抽出する。
In step 106 (S106), the intervention operation
ステップ108(S108)において、判定部47は、少なくとも工程後仕様判定部45が所定の仕様を満たしていると判定し、かつ、介入操作量抽出部46が抽出した操作量(介入操作量)が予め定められた操作量(基準操作量:例えば閾値)を超えている場合に、当該所定の工程に異常があったと判定する。
In step 108 (S108), the
ステップ110(S110)において、出力部48は、判定部47から入力された判定結果を出力する。
At step 110 ( S<b>110 ), the
次に、熱間圧延ライン2による素材の圧延時の曲がりを例にして、異常検出装置4の動作の具体例を説明する。
Next, a specific example of the operation of the
まず、一致判定部43は、生産情報(鋼種、製品サイズなど)を図示しない計算機からの入力データとして、素材の鋼種番号、板厚区分番号、及び板幅区分番号などを用いて当該素材に対する層別番号を決定する。このとき、すべての素材は層別番号が決定され、同一の層別番号は同一の生産条件であるとみなされる。
First, the
工程前仕様判定部44は、工程前の素材の実績時系列データ(品質精度、圧延現象の不安定、精度以外の品質問題など)を入力データとして、粗圧延出側での素材の曲り量を定量化し、粗圧延出側での素材の曲り量の変化を監視する。工程前仕様判定部44は、監視方法として、例えばX-s管理図による1σの閾値を超過したデータを異常と判定する方法を用いる。 The pre-process specification determination unit 44 uses as input data actual time-series data of the material before the process (quality accuracy, instability of rolling phenomena, quality problems other than accuracy, etc.), and determines the amount of bending of the material on the delivery side of rough rolling. Quantify and monitor changes in the amount of bending of the material on the delivery side of rough rolling. As a monitoring method, the pre-process specification determination unit 44 uses, for example, a method of determining data exceeding a threshold value of 1σ based on an Xs control chart as abnormal.
工程後仕様判定部45は、工程後の素材の実績時系列データ(品質精度、圧延現象の不安定、精度以外の品質問題など)を入力データとして、仕上圧延出側での素材の曲り量を定量化し、仕上圧延出側での素材の曲り量の変化を監視する。工程後仕様判定部45は、監視方法として、例えばX-s管理図による1σの閾値を超過したデータを異常と判定する方法を用いる。
The post-process
介入操作量抽出部46は、オペレータの操作量(レバー、ゲインなど)の時系列データを入力データとして、仕上圧延工程に対するオペレータによるギャップレベリングの操作量を抽出・定量化し、操作量の変化を監視する。介入操作量抽出部46は、監視方法として、例えばX-s管理図による2σの閾値を超過したデータを異常と判定する方法を用いる。
The intervention operation
判定部47は、例えば以下のように仕上圧延又は粗圧延のプロセス変化及びプロセスにおける異常の有無を判定する。プロセス変化には、ロールに起因するギャップの左右アンバランス、圧下装置に起因するギャップの左右アンバランスなどがある。
For example, the
そして、判定部47は、オペレータの操作量と工程後素材精度の相関を、ロジックと閾値を用いて判定し、当該プロセスの変化を検出する。
Then, the
例えば、判定部47は、粗出側での素材の曲り量には変化が無く正常な精度であり、仕上出側の素材の曲り量にも変化が無く正常な精度であり、かつ、オペレータの操作量が大きく変化している場合、オペレーションがプロセス変化を吸収したと判定してもよい。
For example, the
また、判定部47は、粗出側での素材の曲り量には変化があり、仕上出側の素材の曲り量に変化が無く正常な精度であり、かつ、オペレータの操作量が大きく変化している場合、当該プロセスと前工程プロセスの両方、又は、いずれか一方のプロセスに変化が発生し、オペレーションがプロセス変化を吸収したと判定してもよい。
In addition, the
具体的には、判定部47は、例えばオペレータの操作量が2σの閾値を超過しており、かつ、工程後の素材の精度が1σ以内であった場合、そのコイルを圧延した仕上圧延工程に対してプロセス異常の可能性があると判定する。
Specifically, for example, when the operation amount of the operator exceeds a threshold value of 2σ and the accuracy of the material after the process is within 1σ, the
判定部47が判定した結果は、出力部48が例えばディスプレイなどに表示する。
The result determined by the
次に、異常検出装置4が異常を検出する工程(被制御対象)と、オペレータが手動で介入する操作(介入方法)の具体例について説明する。図4,5は、異常検出装置4が異常を検出する工程(被制御対象)、影響する設備劣化、及びオペレータが手動で介入する操作(介入方法)の具体例を列挙して示す図である。
Next, specific examples of the process (controlled object) in which the
オペレータは、ストリップレベラーインターメッシュ<冷延/プロセス>において、レベラー押しつけ圧力が変化した場合、インターメッシュの量を多くする操作を行う。 In the strip leveler intermesh <cold rolling/process>, the operator increases the amount of intermesh when the leveler pressing pressure changes.
また、オペレータは、冷延鋼板の形状制御<冷延>において、ロールの粗度が変化した場合、形状制御オフによるベンダー/レベリングの介入操作、又は目標形状変更を手動で行う。 In addition, in the shape control <cold rolling> of the cold-rolled steel sheet, when the roughness of the roll changes, the operator manually performs an intervening operation of bender/leveling by turning off the shape control or changes the target shape.
また、オペレータは、テンションリール用巻き付け完了判定<冷延/プロセス>において、マンドレルの摩耗係数劣化(粗度落ち)があった場合、速度リード率を上げる、又は巻き付け完了タイミングを遅らせる操作を行う。 In addition, in the tension reel winding completion determination <cold rolling/process>, if the wear coefficient of the mandrel has deteriorated (roughness drop), the operator increases the speed lead rate or delays the winding completion timing.
また、オペレータは、ブライドル張力制御(テンションメータ無し)<冷延/プロセス>において、ブライドル/ギアのGD2変化(グリース劣化/不足による影響)があった場合、ブライドル/ギアが緩まないようにするために、張力設定を上げてモータにトルクを出させる操作を行う。 In addition, in the bridle tension control (without tension meter) <cold rolling/process>, if there is a GD2 change in the bridle/gear (influenced by deterioration/insufficient grease), the operator should Then, the tension setting is increased to force the motor to generate torque.
また、オペレータは、熱延CTC制御<熱延>において、スプレーバルブのオン/オフスピード劣化があった場合、固定バンク設定に切替える、又は、バルブディレースピード設定を実態に合わせる操作を行う。 Also, in the hot rolling CTC control <hot rolling>, if the on/off speed of the spray valve deteriorates, the operator switches to the fixed bank setting or adjusts the valve delay speed setting to the actual situation.
また、オペレータは、入/出側コイルカー位置制御<冷延/プロセス>において、油圧元低下、レールの摩擦係数変化があった場合、所定の位置で停止できなくなるため、インチング操作により微調整する操作を行う。 In addition, in the incoming/outgoing coil car position control <cold rolling/process>, if there is a drop in oil pressure or a change in the friction coefficient of the rail, the operator cannot stop at a predetermined position. I do.
また、オペレータは、板厚計による板厚計測<熱延/冷延>において、板厚計線源低下、X線軸ズレがあった場合、目標板厚にオフセットを付加する、又は、AGC制御の板厚変動目標(通常0)にオフセットを付加する操作を行う。 In addition, in the thickness measurement <hot rolling/cold rolling> using a thickness gauge, if there is a decrease in the thickness gauge radiation source or an X-ray axis deviation, the operator adds an offset to the target thickness or performs AGC control. An operation is performed to add an offset to the thickness variation target (normally 0).
また、オペレータは、圧延機の速度制御<熱延/冷延>において、圧延機ハウジング、ロール、ギア、モータの劣化による共振周波数の変化の変化があった場合、共振速度域を避けた操業を実施する、又は、発生する鋼板のスケジュールを変更する操作を行う。 In addition, in the rolling mill speed control <hot rolling/cold rolling>, if there is a change in the resonance frequency due to deterioration of the rolling mill housing, rolls, gears, and motors, the operator should avoid the resonance speed range. Take action to change the schedule of steel plates to be performed or to occur.
また、オペレータは、ループカー位置制御<冷延/プロセス>において、ループカーハウジングの傾き、スイング機構の故障(蛇行したり、板の振動が大きくなる)があった場合、同期位置を短端側に設定してループカーが長端側に行かないように設定する操作を行う。 Also, in the loop car position control <cold rolling/process>, if the loop car housing tilts or the swing mechanism fails (meandering or plate vibration increases), the operator should move the synchronous position to the short end side. Perform the operation to set so that the loop car does not go to the long end side.
また、オペレータは、ワイパーロール制御<冷延/プロセス>において、ワイパーロール(ゴムロール)の表面劣化があった場合、ワイパーロールの押しつけ量を大きくする操作を行う。 Also, in the wiper roll control <cold rolling/process>, if the surface of the wiper roll (rubber roll) is deteriorated, the operator increases the pressing amount of the wiper roll.
また、オペレータは、プロセスラインにおける炉内の板の直進性(蛇行)において、炉の特性、又は加熱装置が劣化・変化した場合、オフセット量を付加設定して実績が所望の張力になるようにする操作を行う。 In addition, in the straightness (meandering) of the plate in the furnace in the process line, if the characteristics of the furnace or the heating device deteriorate or change, the operator can additionally set the offset amount so that the actual result becomes the desired tension. to perform the operation.
また、オペレータは、SPM(スキンパスミル)伸び率において、スキンパスミルの剛性・圧下系統が劣化・変化して、L2(所定のレベル2)が設定する目標荷重に到達しない場合、SPM荷重の目標値を設定変更する操作を行う。 In addition, in the SPM (skin pass mill) elongation rate, if the rigidity and reduction system of the skin pass mill deteriorate or change and the target load set by L2 (predetermined level 2) is not reached, the target value of the SPM load to change the settings.
以上説明したように、異常検出装置4は、少なくとも工程後仕様判定部45が所定の仕様を満たしていると判定し、かつ、介入操作量抽出部46が抽出した操作量が予め定められた操作量を超えている場合に、当該所定の工程に異常があったと判定するので、素材を処理する所定の工程後における素材が所定の仕様を満たしていても、所定の工程に発生した異常を検出することができる。
As described above, the
なお、異常検出装置4が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアによって構成されてもよいし、CPU等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。
Each function of the
1・・・プロセス制御システム、2・・・熱間圧延ライン(圧延システム)、3・・・冷間圧延ライン(圧延システム)、4・・・異常検出装置、10・・・制御ネットワーク、20・・・加熱炉、21・・・粗圧延機、22・・・クロップシャー、23・・・仕上圧延機、24・・・冷却装置、25・・・巻取機、26-1~26-4・・・センサ、27・・・第1操作盤、28・・・第1制御装置、30・・・ペイオフリール、31・・・入側シャー、32・・・溶接機、33・・・ルーパー、34・・・圧延機、35・・・出側シャー、36・・・テンションリール、37・・・センサ、38・・・第2操作盤、39・・・第2制御装置、40・・・生産情報記憶部、41・・・実績記憶部、42・・・操作量記憶部、43・・・一致判定部、44・・・工程前仕様判定部、45・・・工程後仕様判定部、46・・・介入操作量抽出部、47・・・判定部、48・・・出力部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記所定の工程前における素材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する工程前仕様判定部と、
前記所定の工程後における素材が所定の仕様を満たしているか否かを判定する工程後仕様判定部と、
前記所定の工程に対してオペレータが介入した操作量を抽出する介入操作量抽出部と、
少なくとも前記工程後仕様判定部が所定の仕様を満たしていると判定し、かつ、前記介入操作量抽出部が抽出した操作量が予め定められた操作量を超えている場合に、前記所定の工程に異常があったと判定する判定部と、
前記判定部が判定した結果を出力する出力部と
を有することを特徴とする異常検出装置。In an abnormality detection device that detects an abnormality in a rolling system that rolls a material in a predetermined process,
a pre-process specification determination unit that determines whether the material before the predetermined process satisfies predetermined specifications;
a post-process specification determination unit that determines whether the material after the predetermined process satisfies predetermined specifications;
an intervention operation amount extraction unit that extracts an operation amount that an operator has intervened with respect to the predetermined process;
When at least the post-process specification determination unit determines that the predetermined specification is satisfied and the operation amount extracted by the intervention operation amount extraction unit exceeds a predetermined operation amount, the predetermined process A determination unit that determines that there was an abnormality in
and an output unit for outputting the result determined by the determination unit.
素材の仕様、又はオペレータごとに異なる基準により異常があったか否かを判定すること
を特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。The determination unit is
2. The abnormality detection device according to claim 1, wherein whether or not there is an abnormality is determined based on material specifications or criteria that differ from operator to operator.
非統計手法を用いて異常があったか否かを判定すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の異常検出装置。The determination unit is
3. The abnormality detection device according to claim 1, wherein whether or not there is an abnormality is determined using a non-statistical method.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11347614A (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method and device for abnormality diagnosis |
JP2004167604A (en) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Posco Corp Ltd | Apparatus and method for diagnosing finish rolling abnormality |
JP2019181483A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | Jfeスチール株式会社 | Rolling control method and rolling control device for hot finish rolling |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
CN109996615B (en) * | 2016-11-28 | 2020-07-07 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | Abnormality diagnosis method and apparatus for rolling equipment |
JP2019056447A (en) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | Thk株式会社 | State diagnostic method for rolling guide device |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11347614A (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method and device for abnormality diagnosis |
JP2004167604A (en) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Posco Corp Ltd | Apparatus and method for diagnosing finish rolling abnormality |
JP2019181483A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | Jfeスチール株式会社 | Rolling control method and rolling control device for hot finish rolling |
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