JPH06262223A - 圧延工場における使用電力量の予測方法 - Google Patents

圧延工場における使用電力量の予測方法

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JPH06262223A
JPH06262223A JP5250145A JP25014593A JPH06262223A JP H06262223 A JPH06262223 A JP H06262223A JP 5250145 A JP5250145 A JP 5250145A JP 25014593 A JP25014593 A JP 25014593A JP H06262223 A JPH06262223 A JP H06262223A
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JP
Japan
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rolled
rolling
amount
electric power
thickness
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Pending
Application number
JP5250145A
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English (en)
Inventor
Nobuo Funabiki
信生 船曳
Masaru Endo
勝 遠藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延工場にて高精度に使用電力量の予測を行
う方法を提供する。 【構成】 各プロセスを備える熱延工場1にて圧延加工
される予定の被圧延材は、熱延工場管理用計算機2にて
その材料毎に圧延予定時刻,材料幅,材料厚さ等の各デ
ータが編集され、そのデータは熱延工場管理用計算機2
から使用電力量予測用計算機4に伝送される。生産管理
用計算機3は、現在の使用電力量実績値及び各プロセス
の稼働状況を編集して使用電力量予測用計算機4に伝送
する。使用電力量予測用計算機4は使用予測電力量を、
予測すべき時間帯における、被圧延材の材質毎の圧延加
工予定量,被圧延材の本数及び各プロセスの稼働状況
と、対応する係数とを用いてニューロンの式によって求
める。また必要があれば学習・修正を行う。なお前記圧
延加工予定量の算出には、熱延工場1の設備に応じて被
圧延材の幅の平方根又は被圧延材の厚さと製品の厚さと
の比の対数を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧延工場において、圧延
工程での複数の負荷に対して使用される電力量の総量を
予測する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電力会社からの電力購入契約には所定時
間、例えば1時間毎の消費電力量の上限値が定められて
おり、この値を越えると多額の違約金を課せられること
となる。このため圧延工程における複数の負荷に対して
使用される電力量の総量を予測して、負荷の調整をする
と共に、自家発電設備による電力供給量を調整する必要
がある。
【0003】これに対して従来は、例えば特開昭64−
15201号公報に記載されている如き方法により使用
電力量を予測していた。即ち圧延が予定されるN本の被
圧延材に関し、実績データより1本毎の圧延時間を求
め、求めた圧延時間に基づいて圧延予定時刻を算出す
る。また圧延加工量を次の(1)式にて求める。 圧延加工予定量=被圧延材の幅×被圧延材の長さ ×(被圧延材の厚さ−製品の厚さ) …(1)
【0004】そして圧延予定時間帯における被圧延材の
本数を前記圧延予定時刻及び圧延時間より求め、被圧延
材1本毎の使用電力量を前記圧延加工量に基づいて求
め、これらを積算するこにより圧延予定時間帯における
使用電力量を求めていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の方法においては、使用電力量は前記(1)式に基づ
いて求められる被圧延材1本毎の使用電力量が、単純に
圧延予定時間帯における被圧延材の本数に比例するもの
して求められているため、被圧延材の材質による負荷の
ばらつき及び経時的な変化を取り込むことができない。
また被圧延材は圧延プロセス,精整プロセス及び酸洗プ
ロセス等の各工程を経て製品となるが、圧延予定時間帯
によってはこれら全ての工程が稼働しているわけではな
く、経時的にその稼働状況が変化する。しかし従来方法
ではこれらの工程の稼働状況の変化に応じた使用電力量
を予測するこができなかった。
【0006】従ってその予測精度は低く、予測電力量が
実績消費電力量より低い場合は、契約した消費電力量の
上限値を越え、また予測電力量が消費電力量より高い場
合は、自家発電が低負荷にて運転されることになり不経
済であるといった問題があった。本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
圧延に係る各種変動量を取り込み、更に前記各種変動量
に対応し過去の実績から求められる係数を用いることに
より、圧延工場において精度の高い使用電力量の予測方
法を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る圧延工
場における使用電力量の予測方法にあっては、複数のプ
ロセスにて被圧延材を加工する圧延工場で、所定時間帯
における前記被圧延材の幅,長さ及び厚さと製品の厚さ
とを使用して算出される圧延加工量を用いて使用電力量
を予測する方法において、前記被圧延材の材質毎の前記
圧延加工量,前記被圧延材の本数及び前記複数のプロセ
スの稼働状況と、これらに対応し過去の実績から求めら
れる係数とを用いて前記時間帯の使用電力量を予測する
ことを特徴とする。
【0008】また第2の発明に係る圧延工場における使
用電力量の予測方法にあっては、複数のプロセスにて被
圧延材を加工する圧延工場で、所定時間帯における前記
被圧延材の幅の平方根,長さ及び厚さと製品の厚さとを
使用して算出される圧延加工量を用いて使用電力量を予
測する方法であって、前記被圧延材の材質毎の前記圧延
加工量,前記被圧延材の本数及び前記複数のプロセスの
稼働状況と、これらに対応し過去の実績から求められる
係数とを用いて前記時間帯の使用電力量を予測すること
を特徴とする。
【0009】また第3の発明に係る圧延工場における使
用電力量の予測方法にあっては、複数のプロセスにて被
圧延材を加工する圧延工場で、所定時間帯における前記
被圧延材の幅,長さ、及び前記被圧延材の厚さと製品の
厚さとの比の対数を使用して算出される圧延加工量を用
いて使用電力量を予測する方法であって、前記被圧延材
の材質毎の前記圧延加工量,前記被圧延材の本数及び前
記複数のプロセスの稼働状況と、これらに対応し過去の
実績から求められる係数とを用いて前記時間帯の使用電
力量を予測することを特徴とする。
【0010】
【作用】第1の発明の圧延工場における使用電力量の予
測方法は、被圧延材の幅,長さ及び厚さと製品の厚さと
を使用して算出される圧延加工量を、予測すべき時間帯
における被圧延材の材質毎に求め、また被圧延材の本
数,予測すべき時間帯における圧延工場の各プロセスの
稼働状況を求め、それらに対応し過去の実績から求めら
れる係数を用いて、予測すべき時間帯における使用電力
量を予測する。
【0011】また第2の発明の圧延工場における使用電
力量の予測方法は、前記圧延加工量を、被圧延材の幅に
代えてその平方根を用いて算出するため、被圧延材の全
幅が均一に加工されない場合も考慮され、使用電力量の
予測精度が向上する。
【0012】そして第3の発明の圧延工場における使用
電力量の予測方法は、前記圧延加工量を、被圧延材の厚
さと製品の厚さとの比の対数を用いて算出するため、被
圧延材に比べて製品の厚さを非常に薄くする場合に発生
する電力量の急激なる増加現象も考慮され、使用電力量
の予測精度が更に向上する。
【0013】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は本発明を熱延工場に適応し
た場合の熱延工場と各計算機との接続を示した図であ
り、図中1はバーナ等の加熱手段を備えた燃焼加熱炉に
て加熱された被圧延材を圧延加工する熱延工場である。
熱延工場1は圧延プロセス,精整プロセス及び酸洗プロ
セスを備えており、この順に被圧延材を処理して製品を
製造する。熱延工場1にて圧延加工される予定の被圧延
材は、材料幅,材料厚さ,材料長さ及び、成分,張力等
の材質の各データを熱延工場管理用計算機2に入力され
る。熱延工場管理用計算機2と後述する生産管理用計算
機3及び使用電力量予測用計算機4とはローカルネット
ワークにて接続されており、被圧延材の圧延予定時刻が
入力されている熱延工場管理用計算機2は、被圧延材毎
に圧延予定時刻,材料幅,材料厚さ,材料長さ及び材質
の各データを編集して使用電力量予測用計算機4に伝送
する。
【0014】一方熱延工場1の各プロセスを管理してい
る生産管理用計算機3は、現在の使用電力量実績値及び
圧延プロセス,精整プロセス及び酸洗プロセスの各プロ
セスの稼働または休止の各別の予定を編集して、前記使
用電力量予測用計算機4に伝送する。使用電力量予測用
計算機4は、これらのデータを用いて後述する方法によ
り予測すべき時間帯における使用電力量の予測計算を行
い、その結果をCRTディスプレイによって表示する。
更にこれらのデータ及びその計算結果をデータベース5
に保存する。
【0015】図2は使用電力量予測のフローチャートで
ある。熱延工場管理用計算機2が編集した被圧延材に関
するデータを読込む(ステップ1)。また生産管理用計
算機3が編集した各プロセスの稼働予定及び現在の使用
電力量実績値を読込む(ステップ2)。これらのデータ
を読込むと、使用電力量予測用計算機4は予測すべき時
間帯における被圧延材を材質によって、例えば炭素含有
量に着目して、炭素含有量が0.05%以下 , 0 .06%〜0.
15% , 0.16 %以上の3区分に分類する(ステップ
3)。
【0016】そしてこの3区分毎に、圧延加工予定量を
(2)式,又は(2´)式にて求めてXi(i=1,
2,3)とする(ステップ4)。なお炭素含有量が0.05
%以下の区分をX1 , 0 .06 %〜0.15%の区分をX2 ,
0.16 %以上の区分をX3 とする。 圧延加工予定量=Σ{被圧延材の長さ×|√(被圧延材の幅)| ×(被圧延材の厚さ−製品の厚さ)} …(2) 圧延加工予定量=Σ{被圧延材の長さ×(被圧延材の幅) ×log(被圧延材の厚さ/製品の厚さ)}…(2´)
【0017】なお一般に圧延加工予定量は(1)式の如
く被圧延材の幅を用いて求めるが、本発明者らは、被圧
延材の幅の平方根を用いることによって予測精度が向上
することを見出したため、(1)式に代えて(2)式と
した。これは例えば前記各プロセスにおけるロールのた
わみによって、使用電力量は単純には被圧延材の幅に比
例せず、それより小さな値である被圧延材の幅の平方根
がより実績を反映しているからである。また被圧延材に
比べて製品の厚さを非常に薄くする場合には、使用電力
量が急激に大きくなる。そのため(2´)式の如く、被
圧延材の厚さと製品の厚さとの比の対数値を用いること
によって、これを取り込むことができる。ただし個々の
圧延工場またはロールの形状等によっては(1)式を用
いてもよい。
【0018】また入力した圧延予定時刻より、予測すべ
き時間帯における被圧延材の本数を求め、これをX4 と
する(ステップ5)。ここで予測すべき時間帯における
被圧延材の本数を求めるのは、1本の被圧延材に要する
電力量はその全長にわたって均一ではなく、例えばロー
ルが被圧延材を噛み込む際に大きな電力量を必要とする
ので、このような被圧延材の本数に起因する使用電力量
の変化を考慮するためである。
【0019】次に予測すべき時間帯における圧延プロセ
ス,精整プロセス及び酸洗プロセスをそれぞれX5 ,X
6 及びX7 とし、ステップ2で読込んだ各プロセスの稼
働予定から各プロセスの稼働状況に応じて0〜1間の数
値を入力する。なお各プロセスの予測すべき時間帯にお
いて、そのプロセス全体が全て稼働中である場合を1、
全く稼働していない場合を0とし、その間は稼働状況に
比例した0〜1間の数値とする。また圧延プロセスにお
いては、該プロセスが稼働中であるにも拘わらずトラブ
ル等のために被圧延材の圧延が行われていない場合があ
り、そのような状況を表すためにX8 として0〜1間の
数値を入力する(ステップ6)。
【0020】そして予測すべき時間帯における使用電力
量をシグモイド型ニューロンの式である次の(3)及び
(4)式により算出する(ステップ7)。なお(3)式
において、X0 は固定バイアスである。
【0021】
【数1】
【0022】更に同様にして過去において予測した現在
の使用電力量予測値と現在の実績値とを比較し(ステッ
プ8)、使用電力量予測値が実績値から離れており、オ
ペレータが学習・修正の必要があると判断した場合、予
測すべき時間帯に係る(3)式の各比例係数Ki(i=
0〜8)を、生産実績及び使用電力量実績から次の
(5),(6)及び(7)式を用いて学習・修正する
(ステップ9)。
【0023】
【数2】
【0024】次に本発明方法と従来の方法により比較試
験を行った結果について説明する。表1は熱延工場にお
ける使用電力量の予測誤差を示したものであり、材質及
び寸法が異なる被圧延材を燃焼加熱炉にて加熱した後、
圧延プロセス,精整プロセス及び酸洗プロセスを経て製
品となした場合の、使用電力量の予測値と実績値との差
を算出した。
【0025】
【表1】
【0026】表1から明らかな如く、本発明方法は従来
方法に比べ、最大予測誤差,最小予測誤差,平均予測誤
差及び標準偏差のいずれも低減させることができた。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明にあっては、予
測すべき時間帯における被圧延材の圧延加工量を材質毎
に求めるため、材質によるばらつきが取り込まれ、また
被圧延材の本数とこれに対応する係数とを用いるため、
例えば被圧延材のロールへの噛み込み開始時に発生する
使用電力量の一時的な増大といった、被圧延材の本数に
起因する使用電力量の不均一な変化が考慮され、そして
予測すべき時間帯における圧延工場の各プロセスの稼働
状況を求めるため、当該時間帯での工場全体の状況が反
映され、更にこれらの変数に対応する係数を、過去の生
産実績及び使用電力量実績から計算により求めるため、
学習・修正を行うことによって経時的な前記係数の変化
を取り込んで初期の予測精度が維持される。従って圧延
工場において使用電力量が高精度に予測され、圧延工場
へ電力量を供給する計画が正確に立てられることによっ
て自家発電設備が有効に運転され経済的である等、本発
明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を熱延工場に適応した場合の熱延工場と
各計算機との接続を示した図である。
【図2】本発明の使用電力量予測のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 熱延工場 2 熱延工場管理用計算機 3 生産管理用計算機 4 使用電力量予測用計算機 5 データベース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のプロセスにて被圧延材を加工する
    圧延工場で、所定時間帯における前記被圧延材の幅,長
    さ及び厚さと製品の厚さとを使用して算出される圧延加
    工量を用いて使用電力量を予測する方法において、 前記被圧延材の材質毎の前記圧延加工量,前記被圧延材
    の本数及び前記複数のプロセスの稼働状況と、これらに
    対応し過去の実績から求められる係数とを用いて前記時
    間帯の使用電力量を予測することを特徴とする圧延工場
    における使用電力量の予測方法。
  2. 【請求項2】 複数のプロセスにて被圧延材を加工する
    圧延工場で、所定時間帯における前記被圧延材の幅の平
    方根,長さ及び厚さと製品の厚さとを使用して算出され
    る圧延加工量を用いて使用電力量を予測する方法であっ
    て、 前記被圧延材の材質毎の前記圧延加工量,前記被圧延材
    の本数及び前記複数のプロセスの稼働状況と、これらに
    対応し過去の実績から求められる係数とを用いて前記時
    間帯の使用電力量を予測することを特徴とする圧延工場
    における使用電力量の予測方法。
  3. 【請求項3】 複数のプロセスにて被圧延材を加工する
    圧延工場で、所定時間帯における前記被圧延材の幅,長
    さ、及び前記被圧延材の厚さと製品の厚さとの比の対数
    を使用して算出される圧延加工量を用いて使用電力量を
    予測する方法であって、 前記被圧延材の材質毎の前記圧延加工量,前記被圧延材
    の本数及び前記複数のプロセスの稼働状況と、これらに
    対応し過去の実績から求められる係数とを用いて前記時
    間帯の使用電力量を予測することを特徴とする圧延工場
    における使用電力量の予測方法。
JP5250145A 1993-01-14 1993-09-10 圧延工場における使用電力量の予測方法 Pending JPH06262223A (ja)

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JP530893 1993-01-14
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