JPH05320729A - 高炉原料の切り出し制御方法 - Google Patents
高炉原料の切り出し制御方法Info
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- JPH05320729A JPH05320729A JP4133518A JP13351892A JPH05320729A JP H05320729 A JPH05320729 A JP H05320729A JP 4133518 A JP4133518 A JP 4133518A JP 13351892 A JP13351892 A JP 13351892A JP H05320729 A JPH05320729 A JP H05320729A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原料の銘柄、各ホッパーの個性、原料の粒
度、水分、あるいは重量といったパラメータの複雑あい
まいさ、及びこれらによる時間的な事象の生起の規則性
の不安定さに対しても、安定して、且つ速応性をもって
原料切り出し制御を行う。 【構成】 ホッパーのゲート開度の閉ループＰＩＤフィ
ードバック制御を行うに際して、ゲート開度実績、実績
排出速度、バッチ毎の排出速度、偏差のばらつき等の制
御結果をファジィ変数として、ファジィ理論により解析
・推論し、ＰＩＤ制御ゲインを調整するファジィ適応制
御を付加した。
度、水分、あるいは重量といったパラメータの複雑あい
まいさ、及びこれらによる時間的な事象の生起の規則性
の不安定さに対しても、安定して、且つ速応性をもって
原料切り出し制御を行う。 【構成】 ホッパーのゲート開度の閉ループＰＩＤフィ
ードバック制御を行うに際して、ゲート開度実績、実績
排出速度、バッチ毎の排出速度、偏差のばらつき等の制
御結果をファジィ変数として、ファジィ理論により解析
・推論し、ＰＩＤ制御ゲインを調整するファジィ適応制
御を付加した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉設備において、貯
鉱槽からの原料の払い出し、サージホッパーからの原料
の排出、あるいは炉頂バンカからの原料の切り出しに適
用される高炉原料の切り出し制御方法に関するものであ
る。
鉱槽からの原料の払い出し、サージホッパーからの原料
の排出、あるいは炉頂バンカからの原料の切り出しに適
用される高炉原料の切り出し制御方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高炉への原料装入は、高炉の安定的且つ
効率的操業のために、予め設定された原料を、予め設定
されたスケジュールで、設定量だけ、設定された時間又
は位置で排出・運搬・分布する必要があり、これは、装
入物分布制御と称されている。
効率的操業のために、予め設定された原料を、予め設定
されたスケジュールで、設定量だけ、設定された時間又
は位置で排出・運搬・分布する必要があり、これは、装
入物分布制御と称されている。
【０００３】この原料切り出し・装入のためのプロセス
フローは、図１２に示されるようになっている。
フローは、図１２に示されるようになっている。
【０００４】まず、貯鉱槽群１内の各種原料は、その下
側に位置する秤量槽２を経て鉱石コンベア３ヘ払い出し
される。
側に位置する秤量槽２を経て鉱石コンベア３ヘ払い出し
される。
【０００５】原料は鉱石コンベア３を経てサージホッパ
ー４に送られ、このサージホッパー４からは、装入コン
ベア５上に排出され、更に、この装入コンベア５を経て
炉頂バンカ６に送られた原料は分配シュート７に切り出
される。
ー４に送られ、このサージホッパー４からは、装入コン
ベア５上に排出され、更に、この装入コンベア５を経て
炉頂バンカ６に送られた原料は分配シュート７に切り出
される。
【０００６】即ち、そのプロセスの中には、秤量槽２か
ら鉱石コンベア３上への払い出し制御、サージホッパー
４から装入コンベア５への排出制御、及び、炉頂バンカ
６から分配シュート７への装入制御によって、ゲートを
介して原料の排出制御が３箇所で行われる。
ら鉱石コンベア３上への払い出し制御、サージホッパー
４から装入コンベア５への排出制御、及び、炉頂バンカ
６から分配シュート７への装入制御によって、ゲートを
介して原料の排出制御が３箇所で行われる。
【０００７】これらの制御に共通する制御目標値は排出
速度である。
速度である。
【０００８】又、共通する制御手段は、前記秤量槽２、
サージホッパー４、及び、炉頂バンカ６の各々の下方に
配置された各ゲートの開度である。
サージホッパー４、及び、炉頂バンカ６の各々の下方に
配置された各ゲートの開度である。
【０００９】このように、排出速度を制御する手段とし
てゲートの開度を用いるのは、例えば特開昭６２−２０
８０５号公報、特開昭６２−６３６０７号公報等に開示
されている。
てゲートの開度を用いるのは、例えば特開昭６２−２０
８０５号公報、特開昭６２−６３６０７号公報等に開示
されている。
【００１０】前記排出速度とゲート開度とは一応の線形
の関係をなしてはいるが、原料の銘柄、各槽の個性、原
料の粒度、水分、重量等のパラメータが複雑且つあいま
いに影響し合い、更に、時間的な事象の生起の規則性が
不安定であるという問題点がある。
の関係をなしてはいるが、原料の銘柄、各槽の個性、原
料の粒度、水分、重量等のパラメータが複雑且つあいま
いに影響し合い、更に、時間的な事象の生起の規則性が
不安定であるという問題点がある。
【００１１】これに対しては、原料の粒径値及び水分値
をもってフィードフォワードする手法も考えられるが、
これらの数値の先進技術が不十分であるので、実行でき
ない状態にある。
をもってフィードフォワードする手法も考えられるが、
これらの数値の先進技術が不十分であるので、実行でき
ない状態にある。
【００１２】このため、従来は、原料の排出速度とゲー
ト開度とのテーブルを利用し、これを熟練オペレータが
経験と勘によって、状況を判断しつつ微調整していた。
ト開度とのテーブルを利用し、これを熟練オペレータが
経験と勘によって、状況を判断しつつ微調整していた。
【００１３】例えば、前回バッチにおける原料排出速度
の実績が大きくて、原料が速く排出され過ぎた場合は、
今回バッチにおいては、ゲート開度を前回までのバッチ
の実績の傾向及び経験と勘により判断して、閉方向に設
定してしていた。
の実績が大きくて、原料が速く排出され過ぎた場合は、
今回バッチにおいては、ゲート開度を前回までのバッチ
の実績の傾向及び経験と勘により判断して、閉方向に設
定してしていた。
【００１４】又、前回バッチの排出速度の実績が小さく
て、原料が細く長く排出された場合は、今回バッチにお
いては、ゲート開度を前記と同様に判断して開方向に設
定していた。
て、原料が細く長く排出された場合は、今回バッチにお
いては、ゲート開度を前記と同様に判断して開方向に設
定していた。
【００１５】これに対して、手動制御とは別に、自動的
に学習制御する手法も適用されていて、前回バッチの実
績に基づいて今回のバッチのゲート開度を一定開度だけ
開もしくは閉方向に変更するものである。
に学習制御する手法も適用されていて、前回バッチの実
績に基づいて今回のバッチのゲート開度を一定開度だけ
開もしくは閉方向に変更するものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のような、オ
ペレータの経験と勘により、ゲート開度を手動制御する
方法は、精度は良いが、オペレータが常時制御すること
が困難であるため、結果的には制御精度が悪いものとな
ってしまうという問題点がある。
ペレータの経験と勘により、ゲート開度を手動制御する
方法は、精度は良いが、オペレータが常時制御すること
が困難であるため、結果的には制御精度が悪いものとな
ってしまうという問題点がある。
【００１７】又、学習制御による自動制御は、自動化を
達成することはできるが、前述のオペレータの経験と勘
による手動制御と比較すれば、制御精度が低くならざる
をえないという問題点がある。
達成することはできるが、前述のオペレータの経験と勘
による手動制御と比較すれば、制御精度が低くならざる
をえないという問題点がある。
【００１８】即ち、前回のバッチ実績をもって今回のバ
ッチのゲート開度にフィードバック制御する場合、前回
の排出速度の実績の特性が今回のバッチにおいてもその
まま踏襲されるという保証がないということが、制御精
度の低い原因となっている。
ッチのゲート開度にフィードバック制御する場合、前回
の排出速度の実績の特性が今回のバッチにおいてもその
まま踏襲されるという保証がないということが、制御精
度の低い原因となっている。
【００１９】この前回バッチの排出速度の実績の特性が
今回バッチにおいてもそのまま踏襲されないのは、原料
の銘柄、原料を収納する各槽の個性、原料の粒度、水
分、重量といったパラメータの複雑あいまいさと、又こ
れらによる時間的な事象の生起の規則性の不安定さによ
るものである。
今回バッチにおいてもそのまま踏襲されないのは、原料
の銘柄、原料を収納する各槽の個性、原料の粒度、水
分、重量といったパラメータの複雑あいまいさと、又こ
れらによる時間的な事象の生起の規則性の不安定さによ
るものである。
【００２０】従来の技術においては、前記複雑あいまい
さ及び不安定さに対して制御を追従させるのが困難であ
り、従って高度な制御精度を得ることが難しかった。
さ及び不安定さに対して制御を追従させるのが困難であ
り、従って高度な制御精度を得ることが難しかった。
【００２１】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、上記のようなパラメータの複雑あ
いまいさ、又これらによる時間的な事象の生起の規則性
の不安定さに対しても制御を追従させることができるよ
うにした、高炉の原料切り出し方法を提供することを目
的とする。
されたものであって、上記のようなパラメータの複雑あ
いまいさ、又これらによる時間的な事象の生起の規則性
の不安定さに対しても制御を追従させることができるよ
うにした、高炉の原料切り出し方法を提供することを目
的とする。
【００２２】
【発明を解決するための手段】この発明は、ホッパーか
らゲートを経て排出される原料の重量値を規定排出時間
で除した１バッチ当りの排出速度ＳＶ値を制御目標と
し、前記ＳＶ値と実績排出速度ＰＶ値の偏差に基づき、
偏差学習モデルによりバッチ単位で前記ＳＶ値当りの偏
差を演算し、この演算結果に基づき、今回バッチのＳＶ
値に対する偏差予測値を演算し、この偏差予測値に基づ
き、バッチ歩進ＰＩＤ演算を実行して今回バッチにおけ
る前記ゲートの開度を閉ループＰＩＤフィードバック制
御し、且つ、この閉ループＰＩＤフィードバック制御に
対して、ゲート開度実績、実績排出速度、バッチ毎のＳ
Ｖ値偏差のばらつき程度を評価する移動標準偏差、前記
偏差予測値、及び偏差推移を含む制御結果をファジィ変
数として、ファジィ理論により解析・推論し、前記ＰＩ
Ｄ制御ゲインを調整するファジィ適応制御を付加したこ
とを特徴とする高炉原料の切り出し制御方法により、上
記目的を達成するものである。
らゲートを経て排出される原料の重量値を規定排出時間
で除した１バッチ当りの排出速度ＳＶ値を制御目標と
し、前記ＳＶ値と実績排出速度ＰＶ値の偏差に基づき、
偏差学習モデルによりバッチ単位で前記ＳＶ値当りの偏
差を演算し、この演算結果に基づき、今回バッチのＳＶ
値に対する偏差予測値を演算し、この偏差予測値に基づ
き、バッチ歩進ＰＩＤ演算を実行して今回バッチにおけ
る前記ゲートの開度を閉ループＰＩＤフィードバック制
御し、且つ、この閉ループＰＩＤフィードバック制御に
対して、ゲート開度実績、実績排出速度、バッチ毎のＳ
Ｖ値偏差のばらつき程度を評価する移動標準偏差、前記
偏差予測値、及び偏差推移を含む制御結果をファジィ変
数として、ファジィ理論により解析・推論し、前記ＰＩ
Ｄ制御ゲインを調整するファジィ適応制御を付加したこ
とを特徴とする高炉原料の切り出し制御方法により、上
記目的を達成するものである。
【００２３】
【発明の作用及び効果】この発明においては、リアルタ
イムで常時演算するのでなく、バッチ単位で演算駆動さ
れる閉ループＰＩＤフィードバック制御を基本とし、こ
れに対して、制御結果をオペレータの特性変動に関する
ファジィ知識に結び付け推論することで、制御ゲインを
調整するファジィ適応制御を付加し、オペレータの経験
と勘と同様の制御性をもたせて、よりダイナミックな制
御収束性を得ている。
イムで常時演算するのでなく、バッチ単位で演算駆動さ
れる閉ループＰＩＤフィードバック制御を基本とし、こ
れに対して、制御結果をオペレータの特性変動に関する
ファジィ知識に結び付け推論することで、制御ゲインを
調整するファジィ適応制御を付加し、オペレータの経験
と勘と同様の制御性をもたせて、よりダイナミックな制
御収束性を得ている。
【００２４】ファジィ変数は、ゲート開度実績、実績排
出速度、などであり、現実の時間的な事象の生起の規則
性が不安定なことを保証している。
出速度、などであり、現実の時間的な事象の生起の規則
性が不安定なことを保証している。
【００２５】
【実施例】以下本発明に係る高炉原料の切り出し制御方
法を、該制御方法を実施するための装置について、図１
を参照して説明する。
法を、該制御方法を実施するための装置について、図１
を参照して説明する。
【００２６】この切り出し制御装置１０は、図１２にお
けるサージホッパー４のゲート１２に適用したものであ
る。
けるサージホッパー４のゲート１２に適用したものであ
る。
【００２７】前記切り出し制御装置１０は、前記サージ
ホッパー４に取り付けられた重量計ロードセル１４の出
力信号を重量値Ｗに変換するサージホッパー原料重量測
定部１６と、排出時間を設定する排出時間演算部１８
と、この排出時間演算部１８によって予め設定された排
出時間Ｔと、前記サージホッパー原料重量測定部１６か
ら出力される重量値Ｗとから、排出速度Ｗ／Ｔを演算す
る排出速度演算部（以下、ＳＶ演算部）２０と、偏差学
習モデル部２２からの学習結果と、前記ＳＶ演算部の出
力値ＳＶn とから、ＳＶn 値に対する偏差ｅn を予測演
算する偏差予測演算部２４と、前記偏差予測演算部２４
の出力ｅn に基づいて、バッチ歩進ＰＩＤ演算を実行し
て、今回のバッチでのゲート１２の開度φを決定し出力
するバッチ歩進ＰＩＤ演算部２６と、この開度信号φ
と、ゲート１２の開度を検出する位置検出器２８の出力
信号とにより、ゲート１２を駆動するモータ３０を制御
する位置制御部３２とを備えている。ここでn は今回バ
ッチ、n-1 は前回バッチを示す。
ホッパー４に取り付けられた重量計ロードセル１４の出
力信号を重量値Ｗに変換するサージホッパー原料重量測
定部１６と、排出時間を設定する排出時間演算部１８
と、この排出時間演算部１８によって予め設定された排
出時間Ｔと、前記サージホッパー原料重量測定部１６か
ら出力される重量値Ｗとから、排出速度Ｗ／Ｔを演算す
る排出速度演算部（以下、ＳＶ演算部）２０と、偏差学
習モデル部２２からの学習結果と、前記ＳＶ演算部の出
力値ＳＶn とから、ＳＶn 値に対する偏差ｅn を予測演
算する偏差予測演算部２４と、前記偏差予測演算部２４
の出力ｅn に基づいて、バッチ歩進ＰＩＤ演算を実行し
て、今回のバッチでのゲート１２の開度φを決定し出力
するバッチ歩進ＰＩＤ演算部２６と、この開度信号φ
と、ゲート１２の開度を検出する位置検出器２８の出力
信号とにより、ゲート１２を駆動するモータ３０を制御
する位置制御部３２とを備えている。ここでn は今回バ
ッチ、n-1 は前回バッチを示す。
【００２８】又、切り出し制御装置１０は、前記サージ
ホッパー４において、ゲート１２周辺に設けられ、振動
加速度ピックアップにより原料切れを確認するための音
響センサ３４からの信号に基づいて、実際に原料が排出
した時間Ｔr を判定する排出時間判定部３６と、この排
出時間判定部３６からの信号Ｔr と、前記サージホッパ
ー原料重量測定部１６からの重量値Ｗの信号に基づいて
実績排出速度ＰＶ＝Ｗ／Ｔr を演算するＰＶ演算部３８
と、このＰＶ演算部３８からの出力信号ＰＶn- 1 と、Ｓ
Ｖ演算部２０からのＳＶn-1 とから、これらの偏差ｅ
n-1 、即ち前回バッチのＳＶ値であるＳＶn-1 と、前回
バッチのＰＶ値であるＰＶn-1 の偏差ｅn- 1 を演算する
偏差演算部４０と、この偏差演算部４０の出力信号であ
る偏差ｅn- 1 と、前記ＳＶn-1 とから、バッチ毎の偏差
のばらつき程度を評価するための移動標準偏差
ホッパー４において、ゲート１２周辺に設けられ、振動
加速度ピックアップにより原料切れを確認するための音
響センサ３４からの信号に基づいて、実際に原料が排出
した時間Ｔr を判定する排出時間判定部３６と、この排
出時間判定部３６からの信号Ｔr と、前記サージホッパ
ー原料重量測定部１６からの重量値Ｗの信号に基づいて
実績排出速度ＰＶ＝Ｗ／Ｔr を演算するＰＶ演算部３８
と、このＰＶ演算部３８からの出力信号ＰＶn- 1 と、Ｓ
Ｖ演算部２０からのＳＶn-1 とから、これらの偏差ｅ
n-1 、即ち前回バッチのＳＶ値であるＳＶn-1 と、前回
バッチのＰＶ値であるＰＶn-1 の偏差ｅn- 1 を演算する
偏差演算部４０と、この偏差演算部４０の出力信号であ
る偏差ｅn- 1 と、前記ＳＶn-1 とから、バッチ毎の偏差
のばらつき程度を評価するための移動標準偏差
【００２９】
【数１】 を演算する移動標準偏差演算部４２と、ファジィ制御部
４４とを備えている。
４４とを備えている。
【００３０】ここでｘ＝ｅ／ＳＶである。又、ｊは（n-
1 ）バッチ目をさかのぼるj 回目を意味している。
1 ）バッチ目をさかのぼるj 回目を意味している。
【００３１】前記偏差演算部４０の出力値ｅn-1 は、前
記偏差学習モデル部２２にも入力される。
記偏差学習モデル部２２にも入力される。
【００３２】前記ファジィ制御部４４には、ファジィ変
数として、前記偏差予測演算部２４の出力値ｅn 及び偏
差推移ｅn −ｅn-1 、移動標準偏差演算部４２の出力で
ある移動標準偏差σ、位置検出器２８からのゲート開度
実績φn-1 、ＰＶ演算部３８の出力値ＰＶn-1 、がそれ
ぞれ入力されるようになっている。
数として、前記偏差予測演算部２４の出力値ｅn 及び偏
差推移ｅn −ｅn-1 、移動標準偏差演算部４２の出力で
ある移動標準偏差σ、位置検出器２８からのゲート開度
実績φn-1 、ＰＶ演算部３８の出力値ＰＶn-1 、がそれ
ぞれ入力されるようになっている。
【００３３】一方、ファジィ制御部４４における出力と
してのファジィ変数は、前記バッチ歩進ＰＩＤ演算部２
６に対するＰＩＤ制御のパラメータである比例帯ＰＢ
（％）、積分時間ＴI 、微分時間ＴD である。
してのファジィ変数は、前記バッチ歩進ＰＩＤ演算部２
６に対するＰＩＤ制御のパラメータである比例帯ＰＢ
（％）、積分時間ＴI 、微分時間ＴD である。
【００３４】これら入力及び出力としてのファジィ変数
を、図２にメンバシップ関数表として示す。
を、図２にメンバシップ関数表として示す。
【００３５】この図からも分かるように、本発明では、
ポジティブ（Ｂ）とネガティブ（Ｓ）の単調なメンバシ
ップ関数をもつファジィラベルを採用し、次のような規
則によっている。
ポジティブ（Ｂ）とネガティブ（Ｓ）の単調なメンバシ
ップ関数をもつファジィラベルを採用し、次のような規
則によっている。
【００３６】ファジイ変数とプロダクションルールＮo.
１〜Ｎo.６の関係は図３に示され、ファジィ推論の具体
的なプロダクションルールＮo.１〜Ｎo.６は図４〜図９
に示される。
１〜Ｎo.６の関係は図３に示され、ファジィ推論の具体
的なプロダクションルールＮo.１〜Ｎo.６は図４〜図９
に示される。
【００３７】ここで、図４〜図９におけるif部の「ＦＣ
Ｇ開度」は、炉頂バンカの下方に配置された流量制御ゲ
ートの開度、「層状（混合）排出」はサージホッパー４
の開度を示す。又、Ｔhen 部の数値は、バッチ歩進ＰＩ
Ｄのその時の母ＰＩＤ値に対しての増減％を示す。バッ
チ歩進ＰＩＤ制御ではＴhen 部の値を順次速度形に介入
させる。
Ｇ開度」は、炉頂バンカの下方に配置された流量制御ゲ
ートの開度、「層状（混合）排出」はサージホッパー４
の開度を示す。又、Ｔhen 部の数値は、バッチ歩進ＰＩ
Ｄのその時の母ＰＩＤ値に対しての増減％を示す。バッ
チ歩進ＰＩＤ制御ではＴhen 部の値を順次速度形に介入
させる。
【００３８】例えば、ルールＮo.１では、図３、図４か
ら、図１０に示されるように、予測偏差ｅn が大きくて
移動標準偏差σが小さいというif条件部にて、ＭＩＮ演
算をして、適合度としてＷ（０≦Ｗ≦１）を求め、これ
に応じたthen部での小さなＰＢ値、小さな積分値ＴI 、
大きなＴD を得ることを示している。
ら、図１０に示されるように、予測偏差ｅn が大きくて
移動標準偏差σが小さいというif条件部にて、ＭＩＮ演
算をして、適合度としてＷ（０≦Ｗ≦１）を求め、これ
に応じたthen部での小さなＰＢ値、小さな積分値ＴI 、
大きなＴD を得ることを示している。
【００３９】このルールを一般的なオペレータ表現で表
わすと、制御の偏差が大きくて、しかもそれが傾向的に
ばらつきがないならば、自信をもって制御ゲインを大き
くして制御すべしということになる。
わすと、制御の偏差が大きくて、しかもそれが傾向的に
ばらつきがないならば、自信をもって制御ゲインを大き
くして制御すべしということになる。
【００４０】前記プロダクションルールＮo.２〜Ｎo.６
についても同様にＰＢi 、ＴIi、Ｔ Diを求め全体の推論
結果は、次の合成重心計算をすることにより求められる
（図１１参照）。
についても同様にＰＢi 、ＴIi、Ｔ Diを求め全体の推論
結果は、次の合成重心計算をすることにより求められる
（図１１参照）。
【００４１】 ＰＢ＝Ｘ1 ・ＰＢ1 ＋・・・＋Ｘ6 ・ＰＢc ／Ｘ1 ＋・・・＋Ｘ6 …（２） ＴI ＝Ｙ1 ・ＴI1＋・・・＋Ｙ6 ・ＴIc／Ｙ1 ＋・・・＋Ｙ6 …（３） ＴD ＝Ｚ1 ・ＴD1＋・・・＋Ｚ6 ・ＴDc／Ｚ1 ＋・・・＋Ｚ6 …（４）
【００４２】次に上記切り出し制御装置１０によって、
サージホッパー４から原料を切り出す場合の制御過程に
ついて説明する。
サージホッパー４から原料を切り出す場合の制御過程に
ついて説明する。
【００４３】サージホッパー４に取り付けられた重量計
ロードセル１４からの信号に基づいて、サージホッパー
原料重量測定部１６により重量値Ｗに変換される。
ロードセル１４からの信号に基づいて、サージホッパー
原料重量測定部１６により重量値Ｗに変換される。
【００４４】次に本制御の制御目標値であるＳＶ値は、
前記重量値Ｗと排出時間演算部１８によって予め設定さ
れている排出時間Ｔにより、ＳＶ演算部２０において排
出速度ＳＶn ＝Ｗ／Ｔが演算される。
前記重量値Ｗと排出時間演算部１８によって予め設定さ
れている排出時間Ｔにより、ＳＶ演算部２０において排
出速度ＳＶn ＝Ｗ／Ｔが演算される。
【００４５】この演算されたＳＶ値通りに実行されたな
らば、予め設定されている排出時間Ｔにて、サージホッ
パー４からの排出が完了することになる。
らば、予め設定されている排出時間Ｔにて、サージホッ
パー４からの排出が完了することになる。
【００４６】ここで、ＳＶn ＝Ｗ／Ｔは１バッチ当りの
平均排出速度である。又、このＳＶ値はサージホッパー
原料重量Ｗがバッチ毎に微妙に変化するため、バッチ毎
に更新されるものである。
平均排出速度である。又、このＳＶ値はサージホッパー
原料重量Ｗがバッチ毎に微妙に変化するため、バッチ毎
に更新されるものである。
【００４７】次に本制御予測結果の実績排出速度である
ＰＶ値は、音響センサ３４からの信号に基づいて、実際
に原料が排出された時間Ｔr として排出時間判定部３６
で計測され、この排出実績時間Ｔr と前記サージホッパ
ー原料重量測定部１６からの重量値Ｗとによって、ＰＶ
演算部３８でＷ／Ｔr ＝ＰＶが演算される。
ＰＶ値は、音響センサ３４からの信号に基づいて、実際
に原料が排出された時間Ｔr として排出時間判定部３６
で計測され、この排出実績時間Ｔr と前記サージホッパ
ー原料重量測定部１６からの重量値Ｗとによって、ＰＶ
演算部３８でＷ／Ｔr ＝ＰＶが演算される。
【００４８】ＰＶ演算部３８からの出力値ＰＶn-1 と、
ＳＶ演算部２０の出力値ＳＶn-1 の偏差が、偏差演算部
４０で演算され、その偏差ｅn-1 とされ、偏差学習モデ
ル部２２と移動標準偏差演算部４２に出力される。
ＳＶ演算部２０の出力値ＳＶn-1 の偏差が、偏差演算部
４０で演算され、その偏差ｅn-1 とされ、偏差学習モデ
ル部２２と移動標準偏差演算部４２に出力される。
【００４９】偏差学習モデル部２２では、入力される偏
差ｅn-1 と、ＳＶn に基づいて、次式の演算を行う。
差ｅn-1 と、ＳＶn に基づいて、次式の演算を行う。
【００５０】
【数２】
【００５１】ここで、ｅn-1 ＝ＳＶn-1 −ＰＶn-1 ０
≦α≦１である。
≦α≦１である。
【００５２】前記（５）式は、指数平均法により、偏差
のばらつきを抑制しており、又ＳＶを分母にしているの
は、ＳＶ値がバッチ毎に変化するため、ＳＶ値当りの偏
差にならすためである。
のばらつきを抑制しており、又ＳＶを分母にしているの
は、ＳＶ値がバッチ毎に変化するため、ＳＶ値当りの偏
差にならすためである。
【００５３】偏差予測演算部２４では、ＳＶ演算部２０
からの今回のＳＶ値、及び偏差学習モデル部２２からの
前回実績値に基づく偏差学習モデル部２２の演算結果に
より、（６）式によって、今回のＳＶn 値に対する偏差
ｅn を予測する。
からの今回のＳＶ値、及び偏差学習モデル部２２からの
前回実績値に基づく偏差学習モデル部２２の演算結果に
より、（６）式によって、今回のＳＶn 値に対する偏差
ｅn を予測する。
【００５４】
【数３】
【００５５】ここでは、バッチ歩進ＰＩＤ演算部２６で
のバッチ単位での歩進演算のため、即座に偏差を得るこ
とができないので、偏差ｅn を過去の学習より予想する
手法が取られている。
のバッチ単位での歩進演算のため、即座に偏差を得るこ
とができないので、偏差ｅn を過去の学習より予想する
手法が取られている。
【００５６】次に、偏差予測演算部２４によって得られ
た今回のＳＶn 値に対する偏差ｅnに基づき、バッチ歩
進ＰＩＤ演算部２６において、ＰＩＤ演算が実行され、
今回バッチでのゲート１２の開度φが決定される。この
開度φの信号は位置制御部３２に出力され、位置制御部
３２は、位置検出器２８からの検出信号と入力される開
度信号φとに基づいて、アクチュエータであるモータ３
０を駆動して、ゲート１２の開度を指定値φに制御す
る。
た今回のＳＶn 値に対する偏差ｅnに基づき、バッチ歩
進ＰＩＤ演算部２６において、ＰＩＤ演算が実行され、
今回バッチでのゲート１２の開度φが決定される。この
開度φの信号は位置制御部３２に出力され、位置制御部
３２は、位置検出器２８からの検出信号と入力される開
度信号φとに基づいて、アクチュエータであるモータ３
０を駆動して、ゲート１２の開度を指定値φに制御す
る。
【００５７】以上が本実施例におけるバッチ単位駆動の
閉ループＰＩＤフィードバック制御の過程である。
閉ループＰＩＤフィードバック制御の過程である。
【００５８】次に、この閉ループＰＩＤフィードバック
制御に付加されるファジィ適応制御の過程について説明
する。
制御に付加されるファジィ適応制御の過程について説明
する。
【００５９】前記移動標準偏差演算部４２は、偏差ｅ
n-1 と前回バッチにおけるＳＶn-1 により、バッチ毎の
偏差のばらつき程度を評価するものであって、（１）式
により移動標準偏差σを演算する。
n-1 と前回バッチにおけるＳＶn-1 により、バッチ毎の
偏差のばらつき程度を評価するものであって、（１）式
により移動標準偏差σを演算する。
【００６０】前記ファジィ制御部４４では、図２に示さ
れる入力としてのファジィ変数に基づいて、出力として
のファジィ変数である、バッチ歩進ＰＩＤ演算部２６に
対するＰＩＤ制御のパラメータＰＢ、ＴI 、ＴD を出力
する。
れる入力としてのファジィ変数に基づいて、出力として
のファジィ変数である、バッチ歩進ＰＩＤ演算部２６に
対するＰＩＤ制御のパラメータＰＢ、ＴI 、ＴD を出力
する。
【００６１】具体的には、図４〜図９に示されるプロダ
クションルールＮo.１〜Ｎo.６に基づく。
クションルールＮo.１〜Ｎo.６に基づく。
【００６２】最終的な、ＰＩＤフィードバック制御の制
御ゲインを調整するための全体の推論結果は、（２）〜
（４）式によって得られた値に基づく。
御ゲインを調整するための全体の推論結果は、（２）〜
（４）式によって得られた値に基づく。
【００６３】なお、前記切り出し制御装置１０は、サー
ジホッパー原料重量測定部１６〜ファジィ制御部４４か
ら構成され、又、入力としてのファジィ変数は、ゲート
開度実績、実績排出速度、移動標準偏差、からなってい
るが、本発明はこれに限定されるものでなく、これらの
入力としてのファジィ変数の他に、他の変数を加えた場
合も当然含むものである。
ジホッパー原料重量測定部１６〜ファジィ制御部４４か
ら構成され、又、入力としてのファジィ変数は、ゲート
開度実績、実績排出速度、移動標準偏差、からなってい
るが、本発明はこれに限定されるものでなく、これらの
入力としてのファジィ変数の他に、他の変数を加えた場
合も当然含むものである。
【００６４】なお、上記切り出し制御装置１０は、サー
ジホッパー４から原料を切り出す場合についてのもので
あるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図５に
おけ秤量槽２から原料を切り出す場合、炉頂バンカ６か
ら分配シュート７に原料を切り出す場合等、高炉設備に
おいて原料をゲートを経てホッパーから排出する場合に
ついて、一般的に適用されるものである。
ジホッパー４から原料を切り出す場合についてのもので
あるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図５に
おけ秤量槽２から原料を切り出す場合、炉頂バンカ６か
ら分配シュート７に原料を切り出す場合等、高炉設備に
おいて原料をゲートを経てホッパーから排出する場合に
ついて、一般的に適用されるものである。
【図１】本発明に係る高炉の原料切り出し制御方法を実
施するための切り出し制御装置を示すブロック図
施するための切り出し制御装置を示すブロック図
【図２】同切り出し制御装置のファジィ制御部における
入力及び出力としてのファジィ変数とファジィラベルと
の関係を示す線図
入力及び出力としてのファジィ変数とファジィラベルと
の関係を示す線図
【図３】ファジィ変数とプロダクションルールの関係を
示す線図
示す線図
【図４】ファジィ推論の具体的なプロダクションルール
Ｎo.１を示す線図
Ｎo.１を示す線図
【図５】ファジィ推論の具体的なプロダクションルール
Ｎo.２を示す線図
Ｎo.２を示す線図
【図６】ファジィ推論の具体的なプロダクションルール
Ｎo.３を示す線図
Ｎo.３を示す線図
【図７】ファジィ推論の具体的なプロダクションルール
Ｎo.４を示す線図
Ｎo.４を示す線図
【図８】ファジィ推論の具体的なプロダクションルール
Ｎo.５を示す線図
Ｎo.５を示す線図
【図９】ファジィ推論の具体的なプロダクションルール
Ｎo.６を示す線図
Ｎo.６を示す線図
【図１０】上記切り出し制御装置におけるファジィ推論
のプロダクションルールＮo.１の処理例を示す線図
のプロダクションルールＮo.１の処理例を示す線図
【図１１】上記プロダクションルールにより推論結果を
得る過程を示すフロー図
得る過程を示すフロー図
【図１２】本発明の切り出し制御方法が適用されるべき
高炉設備における原料・装入プロセスを示すフロー図
高炉設備における原料・装入プロセスを示すフロー図
４…サージホッパー １０…切り出し制御装置 １２…ゲート １４…重量計ロードセル １６…サージホッパー原料重量測定部 １８…排出時間演算部 ２０…排出速度（ＳＶ）演算部 ２２…偏差学習モデル部 ２４…偏差予測演算部 ２６…バッチ歩進ＰＩＤ演算部 ２８…位置検出器 ３２…位置制御部 ３６…排出時間判定部 ３８…ＰＶ演算部 ４０…偏差演算部 ４２…移動標準偏差演算部 ４４…ファジィ制御部
Claims (1)
- 【請求項１】ホッパーからゲートを経て排出される原料
の重量値を規定排出時間で除した１バッチ当りの排出速
度ＳＶ値を制御目標とし、前記ＳＶ値と実績排出速度Ｐ
Ｖ値の偏差に基づき、偏差学習モデルによりバッチ単位
で前記ＳＶ値当りの偏差を演算し、この演算結果に基づ
き、今回バッチのＳＶ値に対する偏差予測値を演算し、
この偏差予測値に基づき、バッチ歩進ＰＩＤ演算を実行
して今回バッチにおける前記ゲートの開度を閉ループＰ
ＩＤフィードバック制御し、且つ、この閉ループＰＩＤ
フィードバック制御に対して、ゲート開度実績、実績排
出速度、バッチ毎のＳＶ値偏差のばらつき程度を評価す
る移動標準偏差、前記偏差予測値、及び偏差推移を含む
制御結果をファジィ変数として、ファジィ理論により解
析・推論し、前記ＰＩＤ制御ゲインを調整するファジィ
適応制御を付加したことを特徴とする高炉原料の切り出
し制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13351892A JP2724072B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 高炉原料の切り出し制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13351892A JP2724072B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 高炉原料の切り出し制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320729A true JPH05320729A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2724072B2 JP2724072B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=15106659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13351892A Expired - Fee Related JP2724072B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 高炉原料の切り出し制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724072B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU91525B1 (en) * | 2009-02-11 | 2010-08-12 | Wurth Paul Sa | Method and system for adjusting the flow rate of charge material in a charging process of a shaft furnace |
| CN113359900A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-07 | 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 | 氧化铝焙烧炉温度模糊自动控制的方法 |
| WO2024101191A1 (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 株式会社安川電機 | 高炉の原料装入制御装置、開度指令値の生成方法、及びプログラム |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP13351892A patent/JP2724072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU91525B1 (en) * | 2009-02-11 | 2010-08-12 | Wurth Paul Sa | Method and system for adjusting the flow rate of charge material in a charging process of a shaft furnace |
| WO2010092132A1 (en) * | 2009-02-11 | 2010-08-19 | Paul Wurth S.A. | Method and system for adjusting the flow rate of charge material in a charging process of a shaft furnace |
| CN102317479A (zh) * | 2009-02-11 | 2012-01-11 | 保尔伍斯股份有限公司 | 用于调整竖炉的装料过程中炉料流速的方法和系统 |
| US9031704B2 (en) | 2009-02-11 | 2015-05-12 | Paul Wurth S.A. | Method and system for adjusting the flow rate of charge material in a charging process of a shaft furnace |
| CN113359900A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-07 | 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 | 氧化铝焙烧炉温度模糊自动控制的方法 |
| CN113359900B (zh) * | 2021-06-30 | 2022-04-05 | 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 | 氧化铝焙烧炉温度模糊自动控制的方法 |
| WO2024101191A1 (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 株式会社安川電機 | 高炉の原料装入制御装置、開度指令値の生成方法、及びプログラム |
| WO2024100771A1 (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 株式会社安川電機 | 高炉の原料装入制御装置、開度指令値の生成方法、及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2724072B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |