JP7473919B2 - Energy Management Device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、一定量の生産物を生産するために必要とされる電力消費量や燃料等の製品原単位を算出し、管理するエネルギー管理装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an energy management device that calculates and manages the amount of electricity consumption and fuel required to produce a certain amount of product.

製品を製造するラインにおいては、省エネルギー推進の観点からエネルギーの可視化は重要である。エネルギーの可視化には、単純に数値の時系列推移を表示する方法の他に、製造される製品単位で、エネルギー消費量を表示させる方法がある。前者は、電力計や流量計といった計測器から出力される値をそのまま、あるいはスケーリングを調整して画面に表示する。一方、後者の場合には、製造された製品の識別番号と、その製品を製造に消費されたエネルギーのデータを紐づける処理が必要となる。 On product manufacturing lines, visualization of energy is important from the perspective of promoting energy conservation. In addition to simply displaying the time series trends of numerical values, energy visualization can also be done by displaying the energy consumption per manufactured product. In the former case, the values output from measuring instruments such as power meters and flow meters are displayed on the screen as is, or with adjusted scaling. On the other hand, in the latter case, a process is required to link the identification number of the manufactured product with the data on the energy consumed in manufacturing that product.

製造された製品にはすべて、個体を識別する製品識別番号(以下、製品ID)が紐づけられている。また、製造ラインでは、製造途中の材料が製造ラインのどの位置にあるかを追跡するためにトラッキングシステムが導入され、トラッキングシステムは、常にトラッキング信号によって材料の位置を監視している。 All manufactured products are associated with a product identification number (hereinafter referred to as product ID) that identifies each individual product. In addition, a tracking system is installed on the production line to track the position of materials in the middle of production, and the tracking system constantly monitors the position of the materials using tracking signals.

トラッキングシステムが導入された製造ラインでは、その製造ラインを複数のゾーンに分割し、管理することができ、トラッキング信号は、「ある製品が、あるゾーンに進入し、退出したこと示す信号」ということができる。製品の製造に使用した電動機や電気機器、またその上位フィーダの情報をトラッキング信号に適切に紐づけることで、電動機等のエネルギー消費量を製品IDと紐づけることができる。 In a production line where a tracking system has been installed, the production line can be divided into multiple zones and managed, and the tracking signal can be described as "a signal that indicates that a certain product has entered and exited a certain zone." By appropriately linking the information on the electric motors and electrical equipment used in the production of the product, as well as on their upstream feeders, to the tracking signal, the energy consumption of the electric motors, etc. can be linked to the product ID.

圧延ラインにおいて、電動機等の消費電力に関するデータを時系列で収集し、そのデータを製品の製品IDや材質、幅、長さといった製品情報に関連付け、製品ごとに各ゾーンにおけるエネルギー消費量を計算して結果を表示する技術が知られている(たとえば、特許文献1)。 In a rolling line, a technology is known that collects data on the power consumption of electric motors and other devices in a chronological order, associates the data with product information such as the product ID, material, width, and length, calculates the energy consumption in each zone for each product, and displays the results (for example, Patent Document 1).

電動機や機器等で発生した電力消費量をどのように計算するかや、電動機等の機器の情報をどのようにトラッキング信号に紐づけるかについては、正確な製品原単位の計算では、重要である。電力消費量の計算に当たっては、電動機を駆動するインバータ等のように装置単位でデータの収集が可能なものばかりでなく、電力の受電点であるフィーダや複数のフィーダを束ねる上位フィーダ単位でのデータ収集しかできない場合も少なくない。 How to calculate the amount of power consumed by electric motors and other devices, and how to link information about electric motors and other devices to tracking signals are important for accurate calculation of product basic units. When calculating power consumption, it is not always possible to collect data on a device-by-device basis, such as inverters that drive electric motors, but in many cases it is only possible to collect data on a feeder, which is the power receiving point, or on a higher-level feeder that bundles multiple feeders.

特開2018-202475号公報JP 2018-202475 A

本発明の実施形態は、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、既存のトラッキングシステムを用いて、製品IDごとに正確で詳細な製品原単位を計算するエネルギー管理装置を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide an energy management device that uses an existing tracking system to calculate accurate and detailed product basic units for each product ID.

本発明の実施形態に係るエネルギー管理装置は、トラッキングシステムによってあらかじめ設定された第1サブゾーンの進入時刻および退出時刻の情報を含み、1つの製品識別番号に紐づけられた第1トラッキング信号を受信し、前記トラッキングシステムによってあらかじめ設定された第2サブゾーンの進入時刻および退出時刻の情報を含み、前記1つの製品識別番号に紐づけられた第2トラッキング信号を受信し、前記1つの製品識別番号に紐づけられた製品情報を上位計算機システムから収集し、前記第1サブゾーンに配置された第1機器および前記第2サブゾーンに配置された第2機器の消費エネルギーを算出するための時系列の第1データをプロセスコントローラから収集するデータ収集部と、前記製品情報を前記1つの製品識別番号を介して前記第1トラッキング信号および前記第2トラッキング信号それぞれ紐づけるトラッキング処理部と、前記第1データにもとづいて、前記第1機器および前記第2機器の消費エネルギーを計算する電力消費量計算部と、前記第1機器および前記第2機器の消費エネルギーを前記第1トラッキング信号および前記第2トラッキング信号それぞれ紐づける製品原単位計算部と、を備える。前記第1機器および前記第2機器は、前記第1サブゾーンおよび前記第2サブゾーンに共通する第1エネルギー供給源からエネルギーを供給されて動作する。 An energy management device according to an embodiment of the present invention includes: a data collection unit that receives a first tracking signal including information of entry times and exit times of a first subzone preset by a tracking system and linked to one product identification number; receives a second tracking signal including information of entry times and exit times of a second subzone preset by the tracking system and linked to the one product identification number; collects product information linked to the one product identification number from a host computer system; and collects first time-series data from a process controller for calculating energy consumption of a first device arranged in the first subzone and a second device arranged in the second subzone ; a tracking processing unit that links the product information to the first tracking signal and the second tracking signal via the one product identification number, respectively ; a power consumption calculation unit that calculates the energy consumption of the first device and the second device based on the first data; and a product basic unit calculation unit that links the energy consumption of the first device and the second device to the first tracking signal and the second tracking signal , respectively . The first device and the second device are powered by a first energy source common to the first subzone and the second subzone .

本実施形態では、既存のトラッキングシステムを用いて、製品IDごとに正確で詳細な製品原単位を算出するエネルギー管理装置が実現される。 In this embodiment, an energy management device is realized that uses an existing tracking system to calculate accurate and detailed product basic units for each product ID.

実施形態に係るエネルギー管理装置を例示する模式的なブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an energy management device according to an embodiment. 熱間圧延ラインを例示する模式的な構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a hot rolling line. 図2の熱間圧延ラインを複数のゾーンで分割した様子と、さらに細分化されたサブゾーンによる区分の例である。3 shows an example of the hot rolling line of FIG. 2 divided into a plurality of zones and further divided into subzones. サブゾーンごとに設定されているトラッキング信号の例である。This is an example of a tracking signal set for each subzone. 実施形態のエネルギー管理装置を含む熱間圧延制御システムを例示する模式的なブロック線図である。1 is a schematic block diagram illustrating a hot rolling control system including an energy management device according to an embodiment. トラッキングシステムにおけるサブゾーンの区分の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of division of subzones in a tracking system. エネルギーアイテムのデータにトラッキング信号を適用して、エネルギーアイテムのデータを製品IDに紐づける方法を示す模式的な動作波形図である。FIG. 13 is a schematic operational waveform diagram showing a method of applying a tracking signal to energy item data to link the energy item data to a product ID. 1つの製品IDを有する製品が複数のサブゾーンに同時に存在する場合のトラッキング信号と、サブゾーンごとに加工処理した新たなトラッキング信号の例である。13 is an example of a tracking signal when a product having one product ID is present in multiple subzones at the same time, and a new tracking signal processed for each subzone. 製品ごとに各ゾーンで消費した電力量の表示例である。This is an example of how much power is consumed by each product in each zone. 製品ごとに各ゾーンで消費した電力量の表示例である。This is an example of how much power is consumed by each product in each zone.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as in reality. Even when the same part is shown, the dimensions and ratios of each part may be different depending on the drawing.
In this specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係るエネルギー管理装置を例示する模式的なブロック図である。
図1に示すように、実施形態のエネルギー管理装置10は、データ収集部11と、トラッキング処理部12と、電力消費量計算部13と、製品原単位計算部14と、表示部15と、を備える。エネルギー管理装置10は、トラッキングシステム20、上位計算機30およびリモートIOシステム40に接続されている。
以下では、主として、熱間圧延ラインの場合について説明するが、本発明の実施形態は、熱間圧延ラインに限らず、すべての製品をトラッキング信号により追跡しており、かつ製品ごとに識別IDや製品幅、製品の厚みといった製品情報を一元管理しているような他の製造プロセスに適用できる。
また、以下では、エネルギーという場合には、電力によるエネルギー、すなわち電力消費量[単位:kWh]を扱うものとするが、電力消費量の計算に変えて、コークスや重油等の燃料の消費量や冷却等に用いる水の消費量[単位:リットル]等にも適用することができる。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an energy management device according to an embodiment.
1 , an energy management device 10 of the embodiment includes a data collection unit 11, a tracking processing unit 12, a power consumption calculation unit 13, a product basic unit calculation unit 14, and a display unit 15. The energy management device 10 is connected to a tracking system 20, a host computer 30, and a remote IO system 40.
In the following, the case of a hot rolling line will be mainly described, but the embodiment of the present invention is not limited to hot rolling lines and can be applied to other manufacturing processes in which all products are tracked by tracking signals and product information such as an identification ID, product width, and product thickness are centrally managed for each product.
In the following, when we talk about energy, we are referring to energy generated by electricity, i.e., electricity consumption (unit: kWh). However, instead of calculating electricity consumption, the calculation can also be applied to the consumption of fuels such as coke and heavy oil, and the consumption of water used for cooling, etc. (unit: liters).

データ収集部11は、トラッキングシステム20、上位計算機30およびリモートIOシステム40に接続されている。データ収集部11は、トラッキングシステム20からトラッキングデータを収集する。トラッキングデータは、製品IDに紐づけられたトラッキング信号を含むデータである。トラッキング信号は、製品IDを有する材が、後述する1つ以上のサブゾーンに進入した時刻およびサブゾーンから退出した時刻を提供する。トラッキングデータでは、サブゾーンが複数存在する場合には、すべてのサブゾーンの進入時刻および退出時刻は、製品IDに紐づけられている。トラッキングデータは、製造した製品が複数ある場合には、すべての製品の製品IDおよびサブゾーンに対応するトラッキング信号を含むデータである。 The data collection unit 11 is connected to the tracking system 20, the host computer 30, and the remote IO system 40. The data collection unit 11 collects tracking data from the tracking system 20. The tracking data is data including a tracking signal linked to a product ID. The tracking signal provides the time when a material having a product ID enters one or more subzones described below and the time when it exits the subzone. In the tracking data, when there are multiple subzones, the entry time and exit time of all subzones are linked to the product ID. In the case where there are multiple manufactured products, the tracking data is data including the product IDs of all products and tracking signals corresponding to the subzones.

データ収集部11は、上位計算機30から製品情報を収集する。製品情報は、製品IDに、その材の鋼種や厚み、長さ、重量等の製品の属性等に関する情報を紐づけた情報である。圧延ラインを構成するシステムによっては、製品情報の一部または全部をプログラマブルロジックコントローラ(PLC)等のプロセスコントローラによって管理している場合があり、そのような場合には、データ収集部11は、PLCからも製品情報を収集する。この場合には、上位計算機30およびPLCを上位計算システムと総称する。 The data collection unit 11 collects product information from the host computer 30. Product information is information that links a product ID with information about the product's attributes, such as the steel type, thickness, length, and weight. Depending on the system that makes up the rolling line, some or all of the product information may be managed by a process controller such as a programmable logic controller (PLC), and in such cases, the data collection unit 11 also collects product information from the PLC. In this case, the host computer 30 and the PLC are collectively referred to as the host computing system.

データ収集部11は、リモートIOシステム40からフィーダ出力のデータを収集する。フィーダとは、電動機等の電力供給のための受電点であり、フィーダ出力のデータとは、フィーダに設けられた電力計等の計器が出力する時系列のデータである。フィーダ出力のデータには、リモートIOシステム40に接続されている電動機等を動作させるための系統の電流や電圧等のデータを含んでいる。圧延ラインを構成するシステムによっては、PLCが電動機等の電力消費量を計算するためのデータを提供する場合がある。その場合には、データ収集部11は、フィーダ出力に代えて、PLCから電力量等のデータを収集する。なお、リモートIOシステム40およびPLCをプロセスコントローラと総称する。 The data collection unit 11 collects feeder output data from the remote IO system 40. A feeder is a power receiving point for supplying power to electric motors, etc., and feeder output data is time-series data output by a meter such as a power meter installed on the feeder. The feeder output data includes data such as the current and voltage of the system for operating the electric motors, etc. connected to the remote IO system 40. Depending on the system that constitutes the rolling line, the PLC may provide data for calculating the power consumption of the electric motors, etc. In that case, the data collection unit 11 collects data such as the amount of power from the PLC instead of the feeder output. The remote IO system 40 and the PLC are collectively referred to as a process controller.

トラッキング処理部12は、データ収集部11によって収集されたトラッキングデータおよび製品情報を入力する。トラッキング処理部12は、トラッキング信号を加工処理し、製品情報に紐づけて新たなトラッキング信号を生成する。トラッキング処理部12では、加工処理された新たなトラッキング信号と製品情報との紐づけは、製品IDに、これらの情報を紐づけることにより実行される。トラッキング信号の加工処理の詳細については、後述する図8に関連して説明する。 The tracking processing unit 12 inputs the tracking data and product information collected by the data collection unit 11. The tracking processing unit 12 processes the tracking signal and links it to the product information to generate a new tracking signal. The tracking processing unit 12 links the new processed tracking signal to the product information by linking this information to the product ID. Details of the processing of the tracking signal will be described later in relation to FIG. 8.

電力消費量計算部13は、データ収集部11によって収集されたフィーダ出力のデータを入力する。電力消費量計算部13は、フィーダごとにそのフィーダに接続されている単体の電動機や電動機群の消費電力を計算する。電力消費量計算部13は、PLCからも電力消費量の計算のためのデータを収集する場合には、PLCによって制御されている電動機の消費電力を、たとえば電動機のドライブ装置ごとに計算する。 The power consumption calculation unit 13 inputs the feeder output data collected by the data collection unit 11. For each feeder, the power consumption calculation unit 13 calculates the power consumption of a single motor or a group of motors connected to that feeder. When the power consumption calculation unit 13 also collects data for calculating power consumption from the PLC, it calculates the power consumption of the motors controlled by the PLC, for example, for each motor drive device.

製品原単位計算部14は、トラッキング処理部12によって生成された新たなトラッキング信号および電力消費量計算部13によって計算された電力消費量を、製品IDに紐づける。製品原単位計算部14では、製品IDに新たなトラッキング信号が紐づけられており、新たなトラッキング信号は、その製品IDを有する製品がサブゾーンに存在することを表している。そのため、フィーダ出力およびドライブ装置ごとの電力消費量のデータは、サブゾーンごとに製品IDに紐づけられる。 The product basic unit calculation unit 14 links the new tracking signal generated by the tracking processing unit 12 and the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 13 to a product ID. In the product basic unit calculation unit 14, the new tracking signal is linked to the product ID, and the new tracking signal indicates that a product having that product ID is present in the subzone. Therefore, the data on the feeder output and the power consumption for each drive device is linked to the product ID for each subzone.

表示部15は、製品原単位計算部14によって計算された電力消費量を所望の条件にしたがって抽出されたデータとして表示する出力インタフェースを提供する。後述するように、表示部15は、画像表示装置によるグラフやテキストデータ等を選択的に表示し、出力することができる。 The display unit 15 provides an output interface that displays the power consumption calculated by the product basic unit calculation unit 14 as data extracted according to desired conditions. As described below, the display unit 15 can selectively display and output graphs, text data, etc., using an image display device.

図2は、熱間圧延ラインを例示する模式的な構成図である。
図2に示すように、熱間圧延システム1は、加熱炉2と、粗圧延前スケール除去装置(Hydraulic Scale Breaker、HSB)3と、粗圧延機4と、仕上圧延前スケール除去装置(Finishing Scale Breaker、FSB)5と、仕上圧延機6と、ランアウトテーブル(Run Out Table、ROT)7と、ダウンコイラ8a,8bと、を含む。圧延材200a~200cは、加熱炉2からダウンコイラ8a,8bに向かって搬送される。図2では、圧延材200a~200cは、左から右に搬送される。後述する図3も同様である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a hot rolling line.
As shown in Fig. 2, the hot rolling system 1 includes a heating furnace 2, a hydraulic scale breaker (HSB) 3, a roughing mill 4, a finishing scale breaker (FSB) 5, a finishing mill 6, a run out table (ROT) 7, and down coilers 8a and 8b. Rolled materials 200a to 200c are transported from the heating furnace 2 toward the down coilers 8a and 8b. In Fig. 2, the rolled materials 200a to 200c are transported from left to right. The same applies to Fig. 3 described later.

加熱炉2から抽出された圧延材200aは、HSB3を通過する。圧延材200aの表面に形成された酸化被膜は、HSB3の高圧水によって、取り除かれる。圧延材200aは、複数の粗圧延機4がそれぞれ正転、逆転を行いながら、数回にわたって圧延される。圧延材200bは、粗圧延機4によってある程度の厚みまで圧延された状態となっている。圧延材200bは、FSB5を通過する。圧延材200bの表面に形成された酸化被膜は、FSB5の高圧水によって、再度取り除かれる。 The rolled material 200a extracted from the heating furnace 2 passes through the HSB 3. The oxide film formed on the surface of the rolled material 200a is removed by the high-pressure water of the HSB 3. The rolled material 200a is rolled several times by multiple rough rolling mills 4, each rotating forward and backward. The rolled material 200b is in a state where it has been rolled to a certain thickness by the rough rolling mills 4. The rolled material 200b passes through the FSB 5. The oxide film formed on the surface of the rolled material 200b is removed again by the high-pressure water of the FSB 5.

その後、圧延材200bは、仕上圧延機6に投入される。仕上圧延機6は、複数段の圧延スタンドを含んでおり、圧延材200bは、各圧延スタンドを通過することによって、所望の製品厚まで圧延される。 Then, the rolled material 200b is fed into the finishing mill 6. The finishing mill 6 includes multiple rolling stands, and the rolled material 200b is rolled to the desired product thickness by passing through each rolling stand.

圧延材200cはROT7によって所望の製品品質を有するように冷却水で冷却される。冷却された圧延材200cは、ダウンコイラ8a,8bによって巻き取られる。 The rolled material 200c is cooled with cooling water by the ROT 7 to obtain the desired product quality. The cooled rolled material 200c is wound by the down coilers 8a and 8b.

各設備に備わる機器は、主に電動機によって駆動される。電動機は、MCCB(Molded Case Circuit Breaker)やVCB(Vacuum Circuit Breaker)といった遮断器を介してフィーダに接続されており、遮断器の入り切りによって機器の運転、停止を切り替えている場合がある。そのほかには、電動機は、その電動機の上位にインバータ装置等のドライブ装置が接続され、ドライブ装置の出力によって駆動される場合もある。この場合には、ドライブ装置がフィーダに接続されている。これらのフィーダは、いくつかが集まって、上位のフィーダに連結される。熱間圧延ラインでは、フィーダは、工場の受電点から分岐され、途中で降圧、分岐されながら末端のフィーダまで電力を供給する。フィーダや上位フィーダは、サブゾーンごとに設けられている場合もあるし、後述するように、複数のサブゾーンにまたがって設けられている場合もある。 The equipment in each facility is mainly driven by electric motors. The electric motors are connected to the feeders via circuit breakers such as MCCBs (Molded Case Circuit Breakers) or VCBs (Vacuum Circuit Breakers), and the equipment may be switched on and off by turning the circuit breakers on and off. In addition, the electric motors may be driven by the output of a drive device such as an inverter connected to the upstream of the electric motor. In this case, the drive device is connected to a feeder. Several of these feeders are grouped together and connected to a higher-level feeder. In a hot rolling line, feeders are branched from the power receiving point of the factory, and supply power to the end feeder while being stepped down and branched along the way. Feeder and upper-level feeders may be provided for each subzone, or may be provided across multiple subzones, as described below.

熱間圧延ラインには、図示しないが、上述のほかに製品を搬送するテーブルロールや、設備に送る圧縮空気を製造するコンプレッサーといった機器が設けられている。これらの機器は、インバータ等を介さずに、直接フィーダに接続される場合が多く、上述したように、MCCB等によって運転、停止の切り替えが行われる。 In addition to the above, the hot rolling line is equipped with other equipment, not shown, such as table rolls for transporting the products and compressors for producing compressed air to be sent to the equipment. These devices are often connected directly to the feeder without going through an inverter or the like, and as mentioned above, operation and stop are switched on and off by an MCCB or the like.

図2の例では、熱間圧延ライン全体の工程を4つのゾーンに区分することとしている。Aゾーンは、加熱炉2を含むスラブの加熱工程を含んでいる。Bゾーンは、HSB3および粗圧延機4を含む粗圧延工程を含んでいる。Cゾーンは、FSB5および仕上圧延機6を含む仕上圧延工程を含んでいる。Dゾーンは、ROT7およびダウンコイラ8a,8bを含む冷却工程および巻取工程を含んでいる。 In the example of Figure 2, the entire process of the hot rolling line is divided into four zones. Zone A includes the slab heating process including the heating furnace 2. Zone B includes the rough rolling process including the HSB 3 and the rough rolling mill 4. Zone C includes the finish rolling process including the FSB 5 and the finish rolling mill 6. Zone D includes the cooling process and the coiling process including the ROT 7 and the down coilers 8a, 8b.

図3は、図2の熱間圧延ラインを複数のゾーンで分割した様子と、さらに細分化されたサブゾーンによる区分の例である。
AゾーンからDゾーンまでの区分されたゾーンは、エネルギー管理装置10の利用者が任意に決定することができる。
FIG. 3 shows an example of the hot rolling line of FIG. 2 divided into a plurality of zones and further divided into subzones.
The divided zones, from zone A to zone D, can be arbitrarily determined by the user of the energy management device 10 .

サブゾーンは、トラッキングシステム20のトラッキングポイントに応じて設けられる。トラッキングポイントは、HMD(Hot Metal Detector)等の材の先端や尾端を検出するセンサ等が配置される位置である。材の先端がトラッキングポイントを通過すると、トラッキング信号がアクティブとされ、尾端がトラッキングポイントを通過すると、トラッキング信号が非アクティブとされる。つまり、サブゾーンは、材がトラッキングシステム20によって設定された工程内にあるか否かを判定する区域であり、トラッキングシステム20の構成によって決定される。 Subzones are set according to the tracking points of the tracking system 20. A tracking point is a position where a sensor that detects the leading or trailing end of a material, such as an HMD (Hot Metal Detector), is placed. When the leading end of the material passes the tracking point, the tracking signal is made active, and when the trailing end passes the tracking point, the tracking signal is made inactive. In other words, a subzone is an area that determines whether or not the material is within the process set by the tracking system 20, and is determined by the configuration of the tracking system 20.

上述のことから、サブゾーンは、製造ラインに1つ以上設けられ、複数設けられる場合には、隣接するサブゾーンは、重複する区域が存在しないように設けられる。その上で、区分されたゾーンは、サブゾーンの組み合わせとして任意に設定することができる。なお、区分されたゾーンとサブゾーンとの関係は、上述のとおりであり、したがって、1つのサブゾーンが複数のゾーンにまたがって設定されることはない。 As described above, one or more subzones are provided in a production line, and if multiple subzones are provided, adjacent subzones are provided so that there are no overlapping areas. The divided zones can then be set as any combination of subzones. The relationship between the divided zones and subzones is as described above, and therefore one subzone will not be set across multiple zones.

図3に示すように、この例では、トラッキングシステム20の要求にもとづいて、サブゾーン1~サブゾーン11に区分されている。ゾーンの区分については、Aゾーンは、サブゾーン1およびサブゾーン2を含むように設定されている。Bゾーンは、サブゾーン3~サブゾーン6を含むように設定されている。Cゾーンは、サブゾーン7およびサブゾーン8を含むように設定されている。Dゾーンは、サブゾーン9~サブゾーン11を含むように設定されている。これは一例であり、上述のように、ゾーンの設定は、サブゾーンの組み合わせによって任意に設定される。 As shown in FIG. 3, in this example, the area is divided into subzones 1 to 11 based on the request of the tracking system 20. In terms of the zone division, zone A is set to include subzone 1 and subzone 2. Zone B is set to include subzone 3 to subzone 6. Zone C is set to include subzone 7 and subzone 8. Zone D is set to include subzone 9 to subzone 11. This is just one example, and as mentioned above, the zones can be set arbitrarily depending on the combination of subzones.

図4は、サブゾーンごとに設定されているトラッキング信号の時間変化の例である。
図4には、上述の図2および図3に示されたサブゾーンとは異なる5つのサブゾーンに対応するトラッキング信号の波形が示されている。
図4に示すように、トラッキング信号は、トラッキングシステム20によって、サブゾーンごとに生成される。トラッキング信号は、サブゾーンに材または製品がない場合は、0を出力し、材が進入すると、その進入した材の製品IDを示す値が出力される。たとえば、ある製品IDを有する材がサブゾーンAに進入すると、その材の製品IDを表す出力がされ、その材がサブゾーンAを抜けると、トラッキング信号は、0となる。
FIG. 4 shows an example of the time variation of the tracking signal set for each subzone.
FIG. 4 shows waveforms of tracking signals corresponding to five subzones different from the subzones shown in FIGS. 2 and 3 above.
As shown in Fig. 4, a tracking signal is generated for each subzone by the tracking system 20. When there is no material or product in a subzone, the tracking signal outputs 0, and when a material enters, a value indicating the product ID of the material that has entered is output. For example, when a material with a certain product ID enters subzone A, an output indicating the product ID of the material is generated, and when the material leaves subzone A, the tracking signal becomes 0.

この例では、各サブゾーンにおけるトラッキング信号は、複数のサブゾーンにわたって重複する場合があることを示している。同一の製品IDを有する複数のトラッキング信号の重複する場合には、後述する図8に関連して説明するように、トラッキング処理部12は、これらのトラッキング信号を加工処理して、重複部を除去したトラッキング信号を生成して出力する。 This example shows that the tracking signals in each subzone may overlap across multiple subzones. When multiple tracking signals with the same product ID overlap, the tracking processing unit 12 processes these tracking signals to generate and output a tracking signal from which the overlapping portions have been removed, as will be described in relation to FIG. 8 below.

このようなトラッキング信号を収集してトラッキングデータとすることによって、特定の製品IDを有する材または製品が、どのサブゾーンに存在するのかを入時刻および出時刻によって判断することができる。なお、このトラッキング信号は、一例であり、それぞれのサブゾーンにおける材料の進入および退出がわかる、他の形態の既存トラッキングシステムを適用することができる。 By collecting such tracking signals and using them as tracking data, it is possible to determine in which subzone a material or product with a specific product ID is located based on the entry and exit times. Note that this tracking signal is just one example, and other forms of existing tracking systems that can determine the entry and exit of materials in each subzone can be applied.

図5は、実施形態のエネルギー管理装置を含む熱間圧延制御システムを例示する模式的なブロック線図である。
図5に示すように、エネルギー管理装置10は、制御用ネットワーク50を介して、トラッキングシステム20、上位計算機30およびリモートIOシステム40に接続されている。この例では、制御用ネットワーク50には、PLC42も接続されている。
FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating a hot rolling control system including an energy management device according to an embodiment.
5, the energy management device 10 is connected to a tracking system 20, a host computer 30, and a remote IO system 40 via a control network 50. In this example, a PLC 42 is also connected to the control network 50.

エネルギー管理装置10は、トラッキングシステム20が管理するトラッキング信号を制御用ネットワーク50を介して、トラッキングシステム20から受け取る。エネルギー管理装置10は、トラッキングシステム20から送信されるトラッキング信号を直接受信してもよいし、トラッキングシステム20からPLC42に送信される信号をミラーリングで複製しても受信してもよい。あるいは、エネルギー管理装置10は、制御用ネットワーク50上にあるトラッキング信号を活用してもよい。 The energy management device 10 receives a tracking signal managed by the tracking system 20 from the tracking system 20 via the control network 50. The energy management device 10 may directly receive the tracking signal transmitted from the tracking system 20, or may receive a duplicate of the signal transmitted from the tracking system 20 to the PLC 42 by mirroring. Alternatively, the energy management device 10 may utilize the tracking signal on the control network 50.

同様に、エネルギー管理装置10は、上位計算機30から、製造中の製品に関する製品情報を受け取る。 Similarly, the energy management device 10 receives product information regarding the product being manufactured from the host computer 30.

リモートIOシステム40は、MCC(Motor Control Center)盤44、高圧盤46、ドライブ装置48とハードワイヤで接続されており、それぞれに設けられている計器から出力される情報や、マイコン等から出力されるデータ情報を収集する。収集される情報には、電流計から出力された電流情報や、電圧計から出力された電圧情報、力率計から出力された力率情報、電力量計から出力された電力量情報、またドライブ装置のマイコン等から出力されるトルク情報や速度情報等を含む。エネルギー管理装置10は、リモートIOシステム40から制御用ネットワーク50を通じて、電流情報、電圧情報、力率情報、電力量情報、速度情報、トルク情報などを受け取る。 The remote IO system 40 is hardwired to the MCC (Motor Control Center) board 44, the high voltage board 46, and the drive device 48, and collects information output from the meters provided in each of them and data information output from microcomputers, etc. The collected information includes current information output from an ammeter, voltage information output from a voltmeter, power factor information output from a power factor meter, power amount information output from a watt-hour meter, and torque information and speed information output from the microcomputers, etc. of the drive devices. The energy management device 10 receives current information, voltage information, power factor information, power amount information, speed information, torque information, etc. from the remote IO system 40 via a control network 50.

これらの情報を収集することで、エネルギー管理装置10は、製造過程における各電動機や機器等の消費電力と、トラッキング情報と、製品情報を活用することができる。 By collecting this information, the energy management device 10 can utilize the power consumption of each motor, device, etc. during the manufacturing process, tracking information, and product information.

実施形態のエネルギー管理装置10の動作について説明する。
エネルギー管理装置10は、電力消費量計算部13において、リモートIOシステム40から受け取った情報をもとに、電力消費量Wf[kWh]を計算する。電力消費量Wf[kWh]は、計器やマイコン等から得られるデータに応じた計算式を用いて計算される。
The operation of the energy management device 10 according to the embodiment will be described.
The energy management device 10 calculates the power consumption Wf [kWh] in the power consumption calculation unit 13 based on the information received from the remote IO system 40. The power consumption Wf [kWh] is calculated using a formula according to data obtained from an instrument, a microcomputer, etc.

電力消費量Wf[kWh]は、フィーダの電流値If[A]、フィーダが接続されている系統の電圧値Vf[kV]、フィーダが接続されている系統の力率値cosθf[per unit]の各データが、サンプリング周期τs[s]ごとに取得される場合には、以下の式(1)を用いて計算される。 When the data of the feeder current value If [A], the voltage value Vf [kV] of the system to which the feeder is connected, and the power factor value cosθf [per unit] of the system to which the feeder is connected are acquired at each sampling period τs [s], the power consumption Wf [kWh] is calculated using the following formula (1).

Wf[kWh]
=√3×If[A]×Vf[kV]×cosθf×τs[s]/3600 (1)
Wf [kWh]
= √3 × If [A] × Vf [kV] × cos θf × τs [s] / 3600 (1)

ここで、1/3600という係数は、サンプリング周期τs[s]における電力消費量を[kWh]に換算するために用いられている。1[h]=60[s]×60[min]=3600[s]である。 The coefficient 1/3600 is used to convert the power consumption in the sampling period τs [s] to [kWh]. 1 [h] = 60 [s] x 60 [min] = 3600 [s].

フィーダにインバータ装置等のドライブ装置が接続され、ドライブ装置によって電動機を駆動している場合には、電力消費量Wf[kWh]は、ドライブ装置が管理する電動機のトルクT[Nm]と速度[rpm]のデータを用いて計算することができる。電動機の電力P[kW]は、P=N[rpm]×T[Nm]÷9550で表される。なお、係数の1/9550は、速度N[rpm]を角速度[rad]に変換するために用いられている。 When a drive device such as an inverter device is connected to the feeder and the motor is driven by the drive device, the power consumption Wf [kWh] can be calculated using the torque T [Nm] and speed [rpm] data of the motor managed by the drive device. The power P [kW] of the motor is expressed as P = N [rpm] x T [Nm] ÷ 9550. The coefficient 1/9550 is used to convert the speed N [rpm] to angular velocity [rad].

たとえば、電動機がインバータ装置によって駆動されている場合には、その電動機のトルクT[Nm]のデータおよび速度N[rpm]のデータは、インバータのマイコンからリモートIOシステム40に送られている。エネルギー管理装置10は、この電動機のトルクT[rpm]のデータおよび速度N[rpm]のデータをリモートIOシステム40を介して収集することができる。したがって、電力消費量Wf[kWh]は、上述の式(1)に代えて、以下の式(2)によって計算される。 For example, when an electric motor is driven by an inverter device, data on the torque T [Nm] and speed N [rpm] of the electric motor are sent from the inverter's microcomputer to the remote IO system 40. The energy management device 10 can collect data on the torque T [rpm] and speed N [rpm] of the electric motor via the remote IO system 40. Therefore, the power consumption Wf [kWh] is calculated by the following formula (2) instead of the above formula (1).

Wf[kWh]
=(N[rpm]×T[Nm]/9550)×τs[s]/3600 (2)
Wf [kWh]
= (N [rpm] × T [Nm] / 9550) × τs [s] / 3600 (2)

フィーダに電力量計が設けられており、その信号を受信することができる場合には、エネルギー管理装置10側は、データを用いた計算を行わず、そのままそのフィーダにおける電力消費量Wf[kWh]の時系列データとして扱うものとする。 If a power meter is installed on the feeder and its signal can be received, the energy management device 10 will not perform calculations using the data, but will treat it as time-series data for the power consumption Wf [kWh] at that feeder.

上述の式(1)、式(2)および電力消費量の実測データを用いることによって、エネルギー管理装置10は、それぞれの機器や装置ごとに、あるいはフィーダごとに、電力消費量[kWh]の時系列データを得ることができる。以下では、この機器や装置ごと、あるいはフィーダごとの電力消費量の時系列データをエネルギーアイテムと呼ぶこととする。 By using the above formulas (1) and (2) and the actual measured data of power consumption, the energy management device 10 can obtain time series data of power consumption [kWh] for each device or equipment, or for each feeder. Hereinafter, this time series data of power consumption for each device or equipment, or for each feeder, will be referred to as an energy item.

エネルギーアイテムは、電動機ごとに電力消費量のデータを取得できる場合には、電動機ごとの電力消費量を表す。複数の電動機がMCC盤44に接続され、MCC盤44ごとに電力消費量のデータを取得できる場合には、エネルギーアイテムは、複数の電動機の電力消費量を1つのグループにまとめたものとして取り扱われることとなる。 If power consumption data can be obtained for each motor, the energy item represents the power consumption for each motor. If multiple motors are connected to the MCC panel 44 and power consumption data can be obtained for each MCC panel 44, the energy item is treated as a single group of the power consumption of multiple motors.

ここで、機器ごとの電力消費量を計算するためのデータを計測する計器が1つも存在しない場合がある。多くの場合には、フィーダには、電流計が設けられており、その機器が接続されているフィーダの電流計によって、電流値Ifを取得し、そのフィーダの系統の電圧値Vf[kV]と系統の力率cosθf[per unit]を定数とし、これらをあらかじめ設定することによって、その機器の電力消費量Wf[kWh]を計算することができる。たとえば、その機器が3.3kV系統のフィーダに接続されている場合には、系統の電圧値Vfを3.3kVの定数とし、系統力率をたとえば0.9などの仮の値を定数とすることによって、電力消費量Wfを計算することができる。 Here, there may be cases where there is no instrument to measure data for calculating the power consumption of each device. In many cases, a feeder is provided with an ammeter, and the current value If is obtained by the ammeter of the feeder to which the device is connected, and the power consumption Wf [kWh] of the device can be calculated by setting the system voltage value Vf [kV] of the feeder and the system power factor cosθf [per unit] as constants in advance. For example, if the device is connected to a 3.3 kV system feeder, the power consumption Wf can be calculated by setting the system voltage value Vf to a constant of 3.3 kV and the system power factor to a temporary value such as 0.9.

エネルギーアイテムは、サブゾーンごとに設定される。エネルギーアイテムをサブゾーンに設定することを、以下では、エネルギーアイテムをサブゾーンに登録する、のように言うものとする。実施形態のエネルギー管理装置10では、サブゾーンのエネルギーアイテムの電力消費量を計算することによって、そのサブゾーンの電力消費量の総量を算出する。まず、サブゾーンごとにエネルギーアイテムを登録する方法について、以下説明する。 Energy items are set for each subzone. Setting an energy item for a subzone will hereinafter be referred to as registering the energy item for the subzone. In the energy management device 10 of the embodiment, the total amount of power consumption for a subzone is calculated by calculating the power consumption of the energy items for the subzone. First, a method for registering energy items for each subzone will be described below.

図6は、トラッキングシステムにおけるサブゾーンの区分の一例である。
エネルギーアイテムは、製品の原単位計算に含まれるので、エネルギーアイテムは、いずれかのサブゾーンに登録される必要がある。エネルギーアイテムは、製品原単位計算部14において登録される。図6には、CゾーンおよびDゾーンのトラッキングシステムにおけるサブゾーンの区分の一例が示されている。この例では、サブゾーン7にFSB5が配置され、サブゾーン8に仕上圧延機6が配置され、サブゾーン9にROT7が配置され、サブゾーン10に第1ダウンコイラ8aが配置され、サブゾーン11に第2ダウンコイラ8bが配置されている。
FIG. 6 is an example of a division of subzones in a tracking system.
Since the energy item is included in the calculation of the basic unit of the product, the energy item needs to be registered in one of the subzones. The energy item is registered in the product basic unit calculation unit 14. Fig. 6 shows an example of the division of the subzones in the tracking system of the C zone and the D zone. In this example, the FSB 5 is arranged in the subzone 7, the finishing rolling mill 6 is arranged in the subzone 8, the ROT 7 is arranged in the subzone 9, the first down coiler 8a is arranged in the subzone 10, and the second down coiler 8b is arranged in the subzone 11.

この例では、サブゾーン7に登録するエネルギーアイテムは、FSB5の運転のために使われている電動機の電力消費量の時系列データである。同様に、サブゾーン8に登録するエネルギーアイテムは、仕上圧延機6の運転に使われている電動機の電力消費量の時系列データである。サブゾーン9~サブゾーン11に関しても同様に各サブゾーンにエネルギーアイテムが登録される。1つのサブゾーンには、1つのエネルギーアイテムを登録する場合に限らず、1つのサブゾーンに複数のエネルギーアイテムを登録することができる。たとえば、サブゾーン8では、7台のミルを駆動する電動機の電力消費量をそれぞれエネルギーアイテムに登録することができる。 In this example, the energy item registered in subzone 7 is time series data on the power consumption of the electric motors used to operate FSB 5. Similarly, the energy item registered in subzone 8 is time series data on the power consumption of the electric motors used to operate finishing mill 6. Energy items are similarly registered in each subzone for subzones 9 to 11. It is not necessary to register one energy item in one subzone; multiple energy items can be registered in one subzone. For example, in subzone 8, the power consumption of the electric motors that drive the seven mills can each be registered as an energy item.

次に、製品原単位計算部14において、サブゾーンに登録されたエネルギーアイテムを製品IDに紐づける方法について説明する。
図7は、エネルギーアイテムのデータにトラッキング信号を適用して、エネルギーアイテムのデータを製品IDに紐づける方法を示す模式的な動作波形図である。
図7には、一例としてサブゾーン8に登録したエネルギーアイテムを求める方法が示されている。
Next, a method for linking an energy item registered in a subzone to a product ID in the product basic unit calculation unit 14 will be described.
FIG. 7 is a schematic operational waveform diagram showing a method of linking the energy item data to a product ID by applying a tracking signal to the energy item data.
FIG. 7 shows, as an example, a method for determining energy items registered in subzone 8.

図7の最上段の図は、サブゾーン8に登録しているエネルギーアイテムのデータを示しており、電力消費量Wf[kWh]の時系列データが示されている。なお、圧延システムを含む工場の設備は、製品製造時に頻繁に電源の入り切りを行わないことが多く、そのため、このように電力消費量は、連続的に推移する場合が多い。 The top diagram in Figure 7 shows data for energy items registered in subzone 8, and shows time series data for power consumption Wf [kWh]. Note that factory equipment, including rolling systems, is often not turned on and off frequently during product manufacturing, and therefore power consumption often fluctuates continuously like this.

図7の2段目の図は、サブゾーン8におけるある製品IDのトラッキング信号の時間変化を示している。この製品IDを有する製品は、時刻t1でサブゾーン8に進入して、トラッキング信号は、Hレベル(製品AのIDのレベル)となる。その後、この製品は、時刻t2でサブゾーン8から退出して、トラッキング信号は、Lレベル(“0”)となる。 The second diagram in Figure 7 shows the time change in the tracking signal for a certain product ID in subzone 8. A product with this product ID enters subzone 8 at time t1, and the tracking signal becomes H level (the level of product A's ID). Then, the product leaves subzone 8 at time t2, and the tracking signal becomes L level ("0").

図7の最下段の図は、製品IDを有する製品のサブゾーン8のエネルギーアイテムのデータを示している。この図の斜線を施した領域の面積は、製品IDを有する製品のサブゾーン8にわたる消費電力量Wf[kWh]を表している。 The bottom diagram in Figure 7 shows energy item data for subzone 8 of a product with a product ID. The area of the shaded region in this diagram represents the power consumption Wf [kWh] across subzone 8 of the product with the product ID.

本実施形態のエネルギー管理装置10では、エネルギーアイテムをサブゾーンに登録するに際して、エネルギーアイテムは、1つのサブゾーンに登録される場合に限らず、エネルギーアイテムが複数のサブゾーンにわたって属するように登録されることができる。たとえば、比較的容量の小さい低圧の電動機などでは、電動機が接続されているフィーダごとに電流計等が設けられておらず、いくつかのフィーダをまとめた上位フィーダ1点で電流等を計測している場合がある。このような上位フィーダのエネルギーアイテムは、接続された電動機がすべて同じサブゾーンに含まれるとは限らず、複数のサブゾーンにわたって配置される。このような場合には、1つのエネルギーアイテムを複数のサブゾーンに登録する必要がある。 In the energy management device 10 of this embodiment, when registering an energy item to a subzone, the energy item is not limited to being registered to one subzone, but can be registered so that the energy item belongs across multiple subzones. For example, in the case of a low-voltage electric motor with a relatively small capacity, an ammeter or the like is not provided for each feeder to which the electric motor is connected, and the current or the like is measured at a single upper feeder that combines several feeders. The energy items of such an upper feeder are not necessarily located across multiple subzones, and the electric motors connected to the motor are not necessarily all included in the same subzone. In such a case, it is necessary to register one energy item to multiple subzones.

1つのエネルギーアイテムを複数のサブゾーンに登録した場合に、1つの製品IDについて、複数のトラッキング信号が重複するので、その場合の処理について説明する。
1つの製品IDを有する製品が、隣接するサブゾーンのいずれにも存在する場合には、同一の製品に関する各サブゾーンにおけるトラッキング信号が重複する。製品の長さによっては、製品が隣接する3つ以上のサブゾーンにわたって存在する場合もある。同一の製品について、重複するトラッキング信号をそのまま用いて、1つのエネルギーアイテムの電力消費量を各サブゾーンで計算すると、電力消費量も重複して計算されるので、正確な電力消費量を計算することができない。
When one energy item is registered in multiple subzones, multiple tracking signals will overlap for one product ID, so the process for this case will be described below.
When a product having the same product ID exists in both adjacent subzones, the tracking signals for the same product in each subzone are overlapped. Depending on the length of the product, the product may exist across three or more adjacent subzones. If the overlapping tracking signals for the same product are used to calculate the power consumption of one energy item in each subzone, the power consumption will be calculated overlapped, making it impossible to calculate an accurate power consumption.

実施形態のエネルギー管理装置10では、同一の製品IDのトラッキング信号が重複する場合に、トラッキング処理部12は、トラッキング信号の重複期間を除去した新たなトラッキング信号を生成する。製品原単位計算部14では、重複期間が除去された新たなトラッキング信号にもとづいて、エネルギーアイテムを製品IDに紐づけるので、電力消費量を重複して計算することなく正確に計算することができる。 In the energy management device 10 of the embodiment, when tracking signals of the same product ID overlap, the tracking processing unit 12 generates a new tracking signal in which the overlapping period of the tracking signals is removed. The product basic unit calculation unit 14 links the energy item to the product ID based on the new tracking signal from which the overlapping period has been removed, so that the amount of power consumption can be calculated accurately without duplicate calculations.

図8は、1つの製品IDを有する製品が複数のサブゾーンに同時に存在する場合のトラッキング信号と、サブゾーンごとに加工処理した新たなトラッキング信号の例である。
図8の上段の図は、加工処理する前のサブゾーンn~サブゾーンn+2における同一の製品IDのトラッキング信号の時間変化を示している。
図8の下段の図は、加工処理後のサブゾーンn~サブゾーンn+2における同一の製品IDのトラッキング信号の時間変化を示している。
FIG. 8 shows an example of a tracking signal when a product having one product ID is present in multiple subzones at the same time, and a new tracking signal processed for each subzone.
The upper diagram in FIG. 8 shows the change over time in tracking signals of the same product ID in subzone n to subzone n+2 before processing.
The lower diagram in FIG. 8 shows the change over time in tracking signals of the same product ID in subzone n to subzone n+2 after processing.

サブゾーンn~サブゾーンn+2は、製品の搬送方向に沿って順に設定されている。サブゾーンnとサブゾーンn+1は、隣接するサブゾーンであり、サブゾーンn+1とサブゾーンn+2も隣接するサブゾーンである。エネルギーアイテムは、サブゾーンn~サブゾーンn+2のそれぞれに登録されている。 Subzone n to subzone n+2 are set in order along the product transport direction. Subzone n and subzone n+1 are adjacent subzones, and subzone n+1 and subzone n+2 are also adjacent subzones. Energy items are registered in each of subzone n to subzone n+2.

図8に示すように、サブゾーンnでは、時刻t11で製品が進入する。その製品が退出する時刻t14よりも前の時刻t12において、サブゾーンn+1にその製品が進入する。さらに、その製品がサブゾーンnおよびサブゾーンn+1を退出する前に、時刻t13でサブゾーンn+2に進入する。その製品は、時刻t14においてサブゾーンnから退出し、時刻t15においてサブゾーンn+1から退出し、時刻t16においてサブゾーンn+2から退出する。つまり、時刻t12から時刻13までの期間では、サブゾーンnおよびサブゾーンn+1のそれぞれのトラッキング信号が同一の製品IDについて重複している。また、時刻t13から時刻t14までの期間では、サブゾーンnからサブゾーンn+2にわたってトラッキング信号が同一の製品IDについて重複している。同一の製品IDについてトラッキング信号が重複した状態で、各サブゾーンにおける電力消費量を計算すると、実際よりも大きな値が計算される。 As shown in FIG. 8, a product enters subzone n at time t11. At time t12, before the product exits at time t14, the product enters subzone n+1. Furthermore, before the product exits subzone n and subzone n+1, the product enters subzone n+2 at time t13. The product exits subzone n at time t14, exits subzone n+1 at time t15, and exits subzone n+2 at time t16. In other words, during the period from time t12 to time t13, the tracking signals of subzone n and subzone n+1 overlap for the same product ID. Furthermore, during the period from time t13 to time t14, the tracking signals of subzone n and subzone n+2 overlap for the same product ID. When the tracking signals of the same product ID overlap, the power consumption in each subzone is calculated, and a value larger than the actual value is calculated.

図8の下段の図に示すように、トラッキング処理部12では、時刻t12から時刻t13、時刻t13から時刻t14および時刻t14から時刻t15のそれぞれの期間の重複を除外するようにトラッキング信号に対する論理計算を施す。これによって、同一製品IDのサブゾーンでの電力消費量の重複分が除外され、各サブゾーンの電力消費量を正確に計算することができる。 As shown in the lower diagram of Figure 8, the tracking processing unit 12 performs logical calculations on the tracking signal to eliminate overlaps between the periods from time t12 to time t13, time t13 to time t14, and time t14 to time t15. This eliminates overlaps in power consumption in subzones with the same product ID, allowing the power consumption of each subzone to be accurately calculated.

このようにして、製品原単位計算部14では、サブゾーンに登録されたエネルギーアイテムの電力消費量を求めることができる。サブゾーンにエネルギーアイテムが複数登録されている場合には、製品原単位計算部14は、すべてのエネルギーアイテムの電力消費量を加算することによって、そのサブゾーンにおける電力消費量の総量を算出する。製品原単位計算部14は、1つのゾーンに属するすべてサブゾーンの電力消費量を加算することによって、各ゾーンの電力消費量を製品IDごとに算出することができる。 In this way, the product basic unit calculation unit 14 can determine the power consumption of the energy items registered in the subzone. If multiple energy items are registered in the subzone, the product basic unit calculation unit 14 calculates the total power consumption in the subzone by adding up the power consumption of all the energy items. The product basic unit calculation unit 14 can calculate the power consumption of each zone for each product ID by adding up the power consumption of all the subzones belonging to one zone.

図9および図10は、製品ごとに各ゾーンで消費した電力量の表示例である。
図9に示すように、各区分ゾーンごとにサブゾーンの電力消費量を加算することによって、製品ごとの各区分ゾーンの電力消費量をより正確に表示することができる。
図9の例では、表示データ100は、データ表示領域101と、表示データ設定領域102と、を含む。データ表示領域101には、製品ID(図では、コイルIDと表記)ごとに、各区分ゾーンにおける消費電力量の積算データが表示される。この例では、製品IDごとに、Aゾーン~Dゾーンを色分けして表示している。
9 and 10 are examples of displaying the amount of power consumed in each zone for each product.
As shown in FIG. 9, by adding up the sub-zone power consumption for each zone, a more accurate representation of the power consumption for each zone by product can be obtained.
9, the display data 100 includes a data display area 101 and a display data setting area 102. The data display area 101 displays the integrated data of the power consumption in each zone for each product ID (represented as coil ID in the figure). In this example, zones A to D are displayed in different colors for each product ID.

表示データ設定領域102は、複数のプルダウンメニューやデータ入力欄を含む。これらのプルダウンメニューおよびデータ入力欄は、製品IDに関連付けられている鋼種、長さおよび厚さをキーとして、データの抽出条件を設定することができる。また、製品IDには、製造日が関連付けられているので、製造日をキーとしてデータの抽出条件を設定することができる。 The display data setting area 102 includes multiple pull-down menus and data input fields. These pull-down menus and data input fields can set data extraction conditions using the steel type, length, and thickness associated with the product ID as keys. In addition, since the production date is associated with the product ID, data extraction conditions can be set using the production date as a key.

たとえば、対象日付設定メニュー111によって、製造日の範囲を設定することができる。コイルID入力欄112によって、指定した製品IDの製品の消費電力量のデータを出力することができる。鋼種プルダウンメニュー113によって、所望の鋼種のデータのみを抽出して、製品の消費電力量のデータを出力することができる。 For example, the target date setting menu 111 allows the user to set the range of manufacturing dates. The coil ID input field 112 allows the user to output data on the amount of power consumed by a product with a specified product ID. The steel type pull-down menu 113 allows the user to extract only data on the desired steel type and output data on the amount of power consumed by the product.

図10に示すように、上述の例のように表示画面にグラフを表示する方法のほか、CSVファイル形式等で出力することもできる。図9および図10に、表示の一例を示す。図9は、製品を一覧表示する画面である。製品IDごとに、それぞれのゾーンで消費した電力量を表示する方法の例である。 As shown in FIG. 10, in addition to displaying a graph on the display screen as in the above example, it is also possible to output in a CSV file format or the like. Examples of displays are shown in FIG. 9 and FIG. 10. FIG. 9 is a screen that displays a list of products. This is an example of a method for displaying the amount of power consumed in each zone for each product ID.

実施形態のエネルギー管理装置10の効果について説明する。
実施形態のエネルギー管理装置10では、既設のトラッキングシステム20からトラッキングデータを取得して、各サブゾーンに登録したエネルギーアイテムの電力消費量を計算することによって、サブゾーンごとに電力消費量を計算することができる。サブゾーンは、任意に組み合わせて、区分されたゾーンを設定することができ、製造ラインのエネルギー可視化に応じたゾーンを設定することができる。
The effects of the energy management device 10 according to the embodiment will be described.
In the energy management device 10 of the embodiment, the tracking data is acquired from the existing tracking system 20, and the power consumption of the energy items registered in each subzone is calculated, thereby making it possible to calculate the power consumption for each subzone. The subzones can be arbitrarily combined to set a divided zone, and a zone can be set according to the energy visualization of the production line.

実施形態のエネルギー管理装置10では、電力消費量計算部13によって、サブゾーンには、フィーダごと、MCC盤ごと、および、電動機等を駆動する装置ごとに1つ以上のエネルギーアイテムを登録することができるので、各サブゾーンにおける電力消費量をもれなく計算することができる。 In the energy management device 10 of the embodiment, the power consumption calculation unit 13 can register one or more energy items for each feeder, each MCC panel, and each device that drives an electric motor, etc., in a subzone, so that the power consumption in each subzone can be calculated without omission.

エネルギーアイテムの登録では、1つのサブゾーンに設けられた電動機等の負荷が他のゾーンにわたる上位フィーダからの給電を受ける場合であっても、上位フィーダによる電力消費量を各サブゾーンにエネルギーアイテムとして登録するので、従来、電力消費量の計算からもれていたものもサブゾーンの電力消費量として算入することができ、より正確にサブゾーンの電力消費量を計算することができる。 When registering energy items, even if a load such as an electric motor installed in one subzone receives power from an upper feeder that spans another zone, the power consumption from the upper feeder is registered as an energy item for each subzone. This means that items that were previously omitted from the power consumption calculation can now be included in the power consumption of the subzone, allowing for more accurate calculations of the power consumption of the subzone.

実施形態のエネルギー管理装置10では、トラッキング処理部12において、複数のサブゾーンにわたって、同一の製品IDを有する製品が存在する場合であっても、重複するトラッキング信号を加工処理することによって、重複部を除外することができる。そのため、サブゾーンごとに正確に電力消費量を計算することが可能になる。 In the energy management device 10 of the embodiment, even if products with the same product ID exist across multiple subzones, the tracking processing unit 12 can process the overlapping tracking signals to remove the overlapping parts. This makes it possible to accurately calculate the power consumption for each subzone.

電力エネルギーを燃料や水等の他の製品原単位に適用するには、燃料や水の流量を流量計の測定値にしたがって、流量データとして時系列に収集することによって、エネルギーアイテムの登録をすることができる。登録された燃料や水等に関するそれぞれのエネルギーアイテムについて、製品IDと紐づけを行うことによって、上述の場合と同様に、サブゾーンごとのエネルギー消費量を製品IDごとに行うことができる。 To apply electrical energy to other product basic units such as fuel or water, energy items can be registered by collecting the flow rates of fuel and water in chronological order as flow rate data according to the flow meter measurements. By linking each registered energy item related to fuel, water, etc. with a product ID, it is possible to calculate the energy consumption for each subzone for each product ID, just as in the above case.

エネルギー管理装置10は、たとえば、演算処理装置(CPU)および記憶装置を備えたコンピュータ装置であって、CPUによって、記憶装置に格納されたプログラムのステップを逐次読み出して実行することによって実現されてもよい。エネルギー管理装置10をコンピュータ装置で実現する場合には、図1等に示した各部のすべてまたは一部は、プログラムの1つ以上のステップで実行されることによって、上述した機能を発揮する。 The energy management device 10 may be realized, for example, as a computer device equipped with a central processing unit (CPU) and a storage device, in which the CPU sequentially reads and executes steps of a program stored in the storage device. When the energy management device 10 is realized as a computer device, all or some of the components shown in FIG. 1 etc. perform the functions described above by being executed by one or more steps of the program.

以上説明した実施形態によれば、製品1つ1つがそれぞれのゾーンでどの程度のエネルギーや燃料等を消費したかを計算し、詳細な製品原単位を算出するエネルギー管理装置を実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize an energy management device that calculates the amount of energy, fuel, etc. consumed by each product in each zone and calculates detailed product basic units.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention and its equivalents described in the claims. In addition, the above-mentioned embodiments can be implemented in combination with each other.

1 熱間圧延システム、2 加熱炉、3 粗圧延前スケール除去装置(HSB)、4 粗圧延機、5 仕上圧延前スケール除去装置(FSB)、6 仕上圧延機、7 ランアウトテーブル(ROT)、8a,8b ダウンコイラ、10 エネルギー管理装置、11 データ収集部、12 トラッキング処理部、13 電力消費量計算部、14 製品原単位計算部、15 表示部、20 トラッキングシステム、30 上位計算機、40 リモートIOシステム、42 プログラマブルロジックコントローラ(PLC)、44 MCC盤、46 高圧盤、48 ドライブ装置、50 制御用ネットワーク 1 Hot rolling system, 2 Heating furnace, 3 Rough rolling pre-scale remover (HSB), 4 Rough rolling mill, 5 Finish rolling pre-scale remover (FSB), 6 Finish rolling mill, 7 Run-out table (ROT), 8a, 8b Down coiler, 10 Energy management device, 11 Data collection section, 12 Tracking processing section, 13 Power consumption calculation section, 14 Product basic unit calculation section, 15 Display section, 20 Tracking system, 30 Host computer, 40 Remote IO system, 42 Programmable logic controller (PLC), 44 MCC panel, 46 High-voltage panel, 48 Drive device, 50 Control network

Claims (2)

トラッキングシステムによってあらかじめ設定された第1サブゾーンの進入時刻および退出時刻の情報を含み、1つの製品識別番号に紐づけられた第1トラッキング信号を受信し、前記トラッキングシステムによってあらかじめ設定された第2サブゾーンの進入時刻および退出時刻の情報を含み、前記1つの製品識別番号に紐づけられた第2トラッキング信号を受信し、前記1つの製品識別番号に紐づけられた製品情報を上位計算機システムから収集し、前記第1サブゾーンに配置された第1機器および前記第2サブゾーンに配置された第2機器の消費エネルギーを算出するための時系列の第1データをプロセスコントローラから収集するデータ収集部と、
前記製品情報を前記1つの製品識別番号を介して前記第1トラッキング信号および前記第2トラッキング信号それぞれ紐づけるトラッキング処理部と、
前記第1データにもとづいて、前記第1機器および前記第2機器の消費エネルギーを計算する電力消費量計算部と、
前記第1機器および前記第2機器の消費エネルギーを前記第1トラッキング信号および前記第2トラッキング信号それぞれ紐づける製品原単位計算部と、
を備え、
前記第1機器および前記第2機器は、前記第1サブゾーンおよび前記第2サブゾーンに共通する第1エネルギー供給源からエネルギーを供給されて動作するエネルギー管理装置。
a data collection unit that receives a first tracking signal including information on entry times and exit times of a first subzone preset by a tracking system and linked to one product identification number , receives a second tracking signal including information on entry times and exit times of a second subzone preset by the tracking system and linked to the one product identification number, collects product information linked to the one product identification number from a host computer system, and collects first time-series data from a process controller for calculating energy consumption of a first device arranged in the first subzone and a second device arranged in the second subzone ;
a tracking processing unit that links the product information to the first tracking signal and the second tracking signal via the one product identification number;
a power consumption calculation unit that calculates energy consumption of the first device and the second device based on the first data;
a product basic unit calculation unit that associates the energy consumption of the first device and the energy consumption of the second device with the first tracking signal and the energy consumption of the second device, respectively ;
Equipped with
An energy management device in which the first device and the second device are operated by receiving energy from a first energy supply source common to the first subzone and the second subzone .
前記トラッキング処理部は、前記第1トラッキング信号および前記第2トラッキング信号が前記第1サブゾーンおよび前記第2サブゾーンで重複してアクティブとなる場合に、前記第2トラッキング信号がアクティブである期間から前記第1トラッキング信号がアクティブである期間と重複する期間非アクティブにして第3トラッキング信号を生成し、
前記製品原単位計算部は、前記第1データを前記第3トラッキング信号に紐づけることを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。
the tracking processing unit, when the first tracking signal and the second tracking signal are overlappingly active in the first subzone and the second subzone, generates a third tracking signal by deactivating a period during which the second tracking signal is active and overlaps with a period during which the first tracking signal is active;
2. The energy management device according to claim 1, wherein the product basic unit calculation unit associates the first data with the third tracking signal.
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