JPH06346125A - 連続式加熱炉の炉内圧力制御方法 - Google Patents
連続式加熱炉の炉内圧力制御方法Info
- Publication number
- JPH06346125A JPH06346125A JP13879293A JP13879293A JPH06346125A JP H06346125 A JPH06346125 A JP H06346125A JP 13879293 A JP13879293 A JP 13879293A JP 13879293 A JP13879293 A JP 13879293A JP H06346125 A JPH06346125 A JP H06346125A
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- furnace
- opening
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続式加熱炉の抽出扉・装入扉の開閉時に伴
う外気の侵入を迅速かつ確実に防止すること。 【構成】 連続式加熱炉１の炉内圧力制御方法は、炉内
圧力制御系２において、加熱炉１の装入扉１１および抽
出扉１２の開閉動作を制御する加熱炉計算機２１と、炉
内圧力を調節するダンパ４との間に、学習アルゴリズム
を備えた多層ニューラル・ネットワーク５を設け、加熱
炉計算機２１から炉内圧力設定値、装入扉１１および抽
出扉１２の開閉パターン、各扉の開閉時前Ｔ時刻の炉内
圧力および燃料流量をネットワーク５に入力し、各扉１
１，１２の開閉時のダンパ４の開度を決定し、各扉開閉
時前Ｔ時刻にネットワーク５からダンパ４にフィードフ
ォワード制御信号を送る。
う外気の侵入を迅速かつ確実に防止すること。 【構成】 連続式加熱炉１の炉内圧力制御方法は、炉内
圧力制御系２において、加熱炉１の装入扉１１および抽
出扉１２の開閉動作を制御する加熱炉計算機２１と、炉
内圧力を調節するダンパ４との間に、学習アルゴリズム
を備えた多層ニューラル・ネットワーク５を設け、加熱
炉計算機２１から炉内圧力設定値、装入扉１１および抽
出扉１２の開閉パターン、各扉の開閉時前Ｔ時刻の炉内
圧力および燃料流量をネットワーク５に入力し、各扉１
１，１２の開閉時のダンパ４の開度を決定し、各扉開閉
時前Ｔ時刻にネットワーク５からダンパ４にフィードフ
ォワード制御信号を送る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続式加熱炉の炉内圧
力を一定に維持する制御方法に関するものである。
力を一定に維持する制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、連続式加熱炉の炉内圧力は、最抽
出側の圧力を検出して、予め設定された炉内圧力になる
ように炉内圧力調節ダンパを駆動して制御している（例
えば、日本工業炉協会偏「工業炉ハンドブック」Ｐ．１
９１−１９４）。このとき、炉内圧力は抽出扉・装入扉
の開動作に伴う外気の侵入を防止するために、若干高め
に設定してある。しかし、差圧発信器から信号を受け取
り、ダンパを目標位置まで閉めるまでには多少の時間遅
れが生じるので、完全に外気の侵入を防止することはで
きず、炉内温度を低下させ、燃焼効率の悪化を招いてい
た。
出側の圧力を検出して、予め設定された炉内圧力になる
ように炉内圧力調節ダンパを駆動して制御している（例
えば、日本工業炉協会偏「工業炉ハンドブック」Ｐ．１
９１−１９４）。このとき、炉内圧力は抽出扉・装入扉
の開動作に伴う外気の侵入を防止するために、若干高め
に設定してある。しかし、差圧発信器から信号を受け取
り、ダンパを目標位置まで閉めるまでには多少の時間遅
れが生じるので、完全に外気の侵入を防止することはで
きず、炉内温度を低下させ、燃焼効率の悪化を招いてい
た。
【０００３】これに対して、扉の開閉動作開始前に予め
ダンパの開度を算出しておく方法（特開昭６２−１３９
８２０号）や、フィードフォワード補償器を用いる方法
（実公昭５８−２４９２２号）が提案されている。これ
らの方法は、制御の時間遅れを少なくする工夫がされて
いるが、前者に関しては、算出で用いる計算式が時々刻
々と変化する炉の状況に対応することは困難であり、ま
た後者に関しても同様の理由で補償器の調整が困難であ
る。すなわち、さらに詳述すれば、計算式や補償器を用
いる方法ではいくつかのパラメータを決定する必要があ
るが、これらの値を炉況の変化に伴って最適な値に調整
することは不可能である。しかしながら、ニューラル・
ネットワークでは、オンライン学習によっていかなる炉
況の変化も容易に取り込むことが可能である。
ダンパの開度を算出しておく方法（特開昭６２−１３９
８２０号）や、フィードフォワード補償器を用いる方法
（実公昭５８−２４９２２号）が提案されている。これ
らの方法は、制御の時間遅れを少なくする工夫がされて
いるが、前者に関しては、算出で用いる計算式が時々刻
々と変化する炉の状況に対応することは困難であり、ま
た後者に関しても同様の理由で補償器の調整が困難であ
る。すなわち、さらに詳述すれば、計算式や補償器を用
いる方法ではいくつかのパラメータを決定する必要があ
るが、これらの値を炉況の変化に伴って最適な値に調整
することは不可能である。しかしながら、ニューラル・
ネットワークでは、オンライン学習によっていかなる炉
況の変化も容易に取り込むことが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、連続式加熱炉の炉内圧力制御系において、
抽出扉・装入扉の開閉動作に伴う外気の侵入を防止する
ことによって、燃焼効率の悪化を防止し、かつ炉内圧力
の変化に対するダンパの動作時間遅れの少ない制御方法
として、多層ニューラル・ネットワークを用いることに
よって、扉の開閉パターンとダンパの開度との相関関係
を正確かつ容易に実現することが可能な方法を得ること
にある。
する課題は、連続式加熱炉の炉内圧力制御系において、
抽出扉・装入扉の開閉動作に伴う外気の侵入を防止する
ことによって、燃焼効率の悪化を防止し、かつ炉内圧力
の変化に対するダンパの動作時間遅れの少ない制御方法
として、多層ニューラル・ネットワークを用いることに
よって、扉の開閉パターンとダンパの開度との相関関係
を正確かつ容易に実現することが可能な方法を得ること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の連続式加熱炉の
炉内圧力制御方法は、連続式加熱炉の炉内圧力制御系に
おいて、加熱炉の装入扉および抽出扉の開閉動作を制御
する加熱炉計算機と、炉内圧力を調節するダンパとの間
に、学習アルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネット
ワークを設け、前記加熱炉計算機から炉内圧力設定値、
前記装入扉および抽出扉の開閉パターン、各扉の開閉時
前Ｔ時刻の炉内圧力および燃料流量を前記ネットワーク
に入力し、各扉の開閉時の前記ダンパの開度を決定し、
各扉開閉時前Ｔ時刻に前記ネットワークから前記ダンパ
にフィードフォワード制御信号を送ることを特徴とした
手段によって、上記課題を解決している。
炉内圧力制御方法は、連続式加熱炉の炉内圧力制御系に
おいて、加熱炉の装入扉および抽出扉の開閉動作を制御
する加熱炉計算機と、炉内圧力を調節するダンパとの間
に、学習アルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネット
ワークを設け、前記加熱炉計算機から炉内圧力設定値、
前記装入扉および抽出扉の開閉パターン、各扉の開閉時
前Ｔ時刻の炉内圧力および燃料流量を前記ネットワーク
に入力し、各扉の開閉時の前記ダンパの開度を決定し、
各扉開閉時前Ｔ時刻に前記ネットワークから前記ダンパ
にフィードフォワード制御信号を送ることを特徴とした
手段によって、上記課題を解決している。
【０００６】
【作用】本発明の炉内圧力制御方法においては、学習ア
ルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネットワークが、
加熱炉計算機から炉内圧力設定値、装入扉および抽出扉
の開閉パターン、各扉の開閉時前Ｔ時刻の炉内圧力およ
び燃料流量を取り入れ、各扉の開閉時のダンパの開度を
決定し、各扉開閉時前Ｔ時刻にダンパにフィードフォワ
ード制御信号を送る。これにより、各扉の開閉動作の開
始とほぼ同時に、炉内圧力をほぼ設定値に維持すること
ができる。
ルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネットワークが、
加熱炉計算機から炉内圧力設定値、装入扉および抽出扉
の開閉パターン、各扉の開閉時前Ｔ時刻の炉内圧力およ
び燃料流量を取り入れ、各扉の開閉時のダンパの開度を
決定し、各扉開閉時前Ｔ時刻にダンパにフィードフォワ
ード制御信号を送る。これにより、各扉の開閉動作の開
始とほぼ同時に、炉内圧力をほぼ設定値に維持すること
ができる。
【０００７】
【実施例】図１−３を参照して、本発明にもとづく連続
式加熱炉の炉内圧力制御方法の実施例について説明す
る。
式加熱炉の炉内圧力制御方法の実施例について説明す
る。
【０００８】本発明の制御方法は、図１に示すように、
連続式加熱炉１の炉内圧力制御系２に適用される。連続
式加熱炉１においては、被加熱材（スラブ）３は、装入
扉１１より連続的に炉内に装入され、抽出側へ移動を繰
り返す間にバーナ１３によって目標温度まで加熱され、
抽出扉１２より取り出される。
連続式加熱炉１の炉内圧力制御系２に適用される。連続
式加熱炉１においては、被加熱材（スラブ）３は、装入
扉１１より連続的に炉内に装入され、抽出側へ移動を繰
り返す間にバーナ１３によって目標温度まで加熱され、
抽出扉１２より取り出される。
【０００９】その際、炉内圧力は、従来の方法では、炉
内圧力検出器１４で取り込んだ値をもとに炉内圧力制御
系２の加熱炉計算機２１で設定値と比較して炉内圧力調
節ダンパ４の開度を制御するフィードバック制御であっ
た。
内圧力検出器１４で取り込んだ値をもとに炉内圧力制御
系２の加熱炉計算機２１で設定値と比較して炉内圧力調
節ダンパ４の開度を制御するフィードバック制御であっ
た。
【００１０】本発明の制御方法においては、連続式加熱
炉１の炉内圧力制御系２において、加熱炉１の装入扉１
１および抽出扉１２の開閉動作を制御する加熱炉計算機
２１と、炉内圧力を調節するダンパ４との間に、学習ア
ルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネットワーク５を
設けている。
炉１の炉内圧力制御系２において、加熱炉１の装入扉１
１および抽出扉１２の開閉動作を制御する加熱炉計算機
２１と、炉内圧力を調節するダンパ４との間に、学習ア
ルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネットワーク５を
設けている。
【００１１】抽出扉１２および装入扉１１の開閉動作を
行う際に、まず実際に開閉動作が始まるＴ時間前に扉の
開閉指令に相当する信号を加熱炉計算機２１で取り込
む。例えば、抽出扉１２のみ開の場合には、抽出機の前
進指令がこれに相当し、開動作が始まる約５秒前に取り
込むことができる。加熱炉計算機２１は、それと同時
に、その時刻における炉内圧力と燃料流量を各々炉内圧
力検出器１４と燃料流量検出器１５から取り込み、炉内
圧力設定値および各扉１１，１２の開閉パターンと共
に、ニューラル・ネットワーク５へ入力信号を与える。
行う際に、まず実際に開閉動作が始まるＴ時間前に扉の
開閉指令に相当する信号を加熱炉計算機２１で取り込
む。例えば、抽出扉１２のみ開の場合には、抽出機の前
進指令がこれに相当し、開動作が始まる約５秒前に取り
込むことができる。加熱炉計算機２１は、それと同時
に、その時刻における炉内圧力と燃料流量を各々炉内圧
力検出器１４と燃料流量検出器１５から取り込み、炉内
圧力設定値および各扉１１，１２の開閉パターンと共
に、ニューラル・ネットワーク５へ入力信号を与える。
【００１２】ニューラル・ネットワーク５は、これらの
入力パターンにもとづいて瞬時に炉内圧力調節ダンパ４
の開度を求め、実際に扉が開閉動作を始める前にダンパ
開度の調節を始めるフィードフォワード制御を行う。
入力パターンにもとづいて瞬時に炉内圧力調節ダンパ４
の開度を求め、実際に扉が開閉動作を始める前にダンパ
開度の調節を始めるフィードフォワード制御を行う。
【００１３】図２は、ニューラル・ネットワーク５の構
成図である。入力層５０、中間層５１、出力層５２の３
層から成り、入力層５０は８個の素子、中間層５１は４
個の素子、出力層５２は１個の素子で各々構成されてい
る。ニューラル・ネットワーク５は、予め入力パターン
と出力の関係を逆誤差伝搬法等を用いて学習を行い。各
素子間の結合重みを決定する必要がある。学習後は瞬時
に入力パターンに対する出力と得ることができる上、学
習していないパターンに対しても既学習データをもとに
最適な出力を得ることができる。また、オンライン学習
によって常に新しいパターンを取り込むことができる。
成図である。入力層５０、中間層５１、出力層５２の３
層から成り、入力層５０は８個の素子、中間層５１は４
個の素子、出力層５２は１個の素子で各々構成されてい
る。ニューラル・ネットワーク５は、予め入力パターン
と出力の関係を逆誤差伝搬法等を用いて学習を行い。各
素子間の結合重みを決定する必要がある。学習後は瞬時
に入力パターンに対する出力と得ることができる上、学
習していないパターンに対しても既学習データをもとに
最適な出力を得ることができる。また、オンライン学習
によって常に新しいパターンを取り込むことができる。
【００１４】本発明の入力パターンの一例としては、抽
出扉１２のみ開の場合には、５３抽出扉開と５７装入扉
閉の入力に「１」、５４抽出扉閉と５５装入扉全開、５
６装入扉半開の入力に「０」がそれぞれ入力される。５
８炉圧設定値、５９炉圧測定値には加熱炉計算機２１で
取り込まれた値をもとに、「０〜２（ｍｍＨ2Ｏ）」を
「０〜１」、同様にして６０燃料流量には「５０００〜
１００００（Ｎｍ３／ｈ）」を「０〜１」に各々正規化
した値が入力される。出力としては、６１ダンパ開度に
「０〜１００（％）」を「０〜１」に正規化された値が
出力される。
出扉１２のみ開の場合には、５３抽出扉開と５７装入扉
閉の入力に「１」、５４抽出扉閉と５５装入扉全開、５
６装入扉半開の入力に「０」がそれぞれ入力される。５
８炉圧設定値、５９炉圧測定値には加熱炉計算機２１で
取り込まれた値をもとに、「０〜２（ｍｍＨ2Ｏ）」を
「０〜１」、同様にして６０燃料流量には「５０００〜
１００００（Ｎｍ３／ｈ）」を「０〜１」に各々正規化
した値が入力される。出力としては、６１ダンパ開度に
「０〜１００（％）」を「０〜１」に正規化された値が
出力される。
【００１５】次に、本発明の制御方法の具体的実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１６】まず、図２におけるニューラル・ネットワ
ーク５の入力パターンとしては、５３抽出扉開と５７装
入扉閉の入力に「１」、５４抽出扉閉と５５装入扉全
開、５６装入扉半開の入力に「０」が入力される。５８
炉圧設定値には「１．２（ｍｍＨ2Ｏ）」を正規化した
「０．６」、５９炉圧測定値には炉圧設定値とほぼ等し
かったことから、同じく「１．２（ｍｍＨ2Ｏ）」を正
規化した「０．６」、６０燃料流量には同時刻に測定し
た「６５００（Ｎｍ３／ｈ）」を正規化した「０．３」
が入力され、出力としては、６１ダンパ開度に予め学習
していた結果から「２５（％）」を正規化した「０．２
５」が得られた。
ーク５の入力パターンとしては、５３抽出扉開と５７装
入扉閉の入力に「１」、５４抽出扉閉と５５装入扉全
開、５６装入扉半開の入力に「０」が入力される。５８
炉圧設定値には「１．２（ｍｍＨ2Ｏ）」を正規化した
「０．６」、５９炉圧測定値には炉圧設定値とほぼ等し
かったことから、同じく「１．２（ｍｍＨ2Ｏ）」を正
規化した「０．６」、６０燃料流量には同時刻に測定し
た「６５００（Ｎｍ３／ｈ）」を正規化した「０．３」
が入力され、出力としては、６１ダンパ開度に予め学習
していた結果から「２５（％）」を正規化した「０．２
５」が得られた。
【００１７】扉の開指令として抽出機の前進指令の信号
を用いた結果、図３に示すように、（ａ）の時刻Ｔ１に
おいて抽出扉の開指令（抽出機の前進指令）を加熱炉計
算機２１に取り込むと、（ｂ）の時刻Ｔ２において実際
に抽出扉１２の開動作が始まり、約１０秒間の抽出機挿
入のための中開段階「開度５０（％）」を経て全開「開
度（１００％）」に至った。
を用いた結果、図３に示すように、（ａ）の時刻Ｔ１に
おいて抽出扉の開指令（抽出機の前進指令）を加熱炉計
算機２１に取り込むと、（ｂ）の時刻Ｔ２において実際
に抽出扉１２の開動作が始まり、約１０秒間の抽出機挿
入のための中開段階「開度５０（％）」を経て全開「開
度（１００％）」に至った。
【００１８】従来法では、この抽出扉１２の開動作開始
と同時刻Ｔ２に（ｃ）の炉内圧力が「１．２（ｍｍＨ2
Ｏ）」から「１．０（ｍｍＨ2Ｏ）」に低下し、炉内圧
力低下後にフィードバック制御が行われるため、炉圧が
低下してしまってから（ｄ）の時刻Ｔ３にダンパが「開
度４５（％）」から閉まり始め、その開度も急激な炉圧
の低下に対応するために、「開度０（％）」の全開状態
になってしまっていた。
と同時刻Ｔ２に（ｃ）の炉内圧力が「１．２（ｍｍＨ2
Ｏ）」から「１．０（ｍｍＨ2Ｏ）」に低下し、炉内圧
力低下後にフィードバック制御が行われるため、炉圧が
低下してしまってから（ｄ）の時刻Ｔ３にダンパが「開
度４５（％）」から閉まり始め、その開度も急激な炉圧
の低下に対応するために、「開度０（％）」の全開状態
になってしまっていた。
【００１９】しかし、本発明法では（ｂ）の抽出扉１２
の開動作開始に対応して、（ｄ）の時刻Ｔ２においてダ
ンパが閉まり始めるので、（ｃ）に示すように、ほぼ
「１．２（ｍｍＨ2Ｏ）」の設定炉圧に制御することが
でき、炉圧圧力の低下を防止することができた。
の開動作開始に対応して、（ｄ）の時刻Ｔ２においてダ
ンパが閉まり始めるので、（ｃ）に示すように、ほぼ
「１．２（ｍｍＨ2Ｏ）」の設定炉圧に制御することが
でき、炉圧圧力の低下を防止することができた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ニュー
ラル・ネットワークを用いることによって演算処理時間
を高速化することができ、効率的なフィードフォーワー
ド制御が行えることから、連続式加熱炉の炉内圧力制御
において、抽出扉・装入扉の開閉に伴う炉圧の変化に対
して、時間遅れが少なく、炉内圧力調節ダンパを制御す
ることが可能となり、とりわけ開動作の際には炉内圧力
の低下を防止することができ、燃焼効率を高めることが
できた。
ラル・ネットワークを用いることによって演算処理時間
を高速化することができ、効率的なフィードフォーワー
ド制御が行えることから、連続式加熱炉の炉内圧力制御
において、抽出扉・装入扉の開閉に伴う炉圧の変化に対
して、時間遅れが少なく、炉内圧力調節ダンパを制御す
ることが可能となり、とりわけ開動作の際には炉内圧力
の低下を防止することができ、燃焼効率を高めることが
できた。
【図１】本発明の方法を適用した連続式加熱炉の概略説
明図である。
明図である。
【図２】本発明の方法に使用する多層ニューラル・ネッ
トワークの概略構成図である。
トワークの概略構成図である。
【図３】本発明の実施例を従来法と対比したグラフであ
る。
る。
１：連続式加熱炉 ２：炉内圧力制御系 ３：被加熱材（スラブ） ４：ダンパ １１：装入扉 １２：抽出扉 １３：バーナ １４：炉内圧力検出器 １５：燃料流量検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 連続式加熱炉の炉内圧力制御系におい
て、加熱炉の装入扉および抽出扉の開閉動作を制御する
加熱炉計算機と、炉内圧力を調節するダンパとの間に、
学習アルゴリズムを備えた多層ニューラル・ネットワー
クを設け、前記加熱炉計算機から炉内圧力設定値、前記
装入扉および抽出扉の開閉パターン、各扉の開閉時前Ｔ
時刻の炉内圧力および燃料流量を前記ネットワークに入
力し、各扉の開閉時の前記ダンパの開度を決定し、各扉
開閉時前Ｔ時刻に前記ネットワークから前記ダンパにフ
ィードフォワード制御信号を送ることを特徴とした連続
式加熱炉の炉内圧力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13879293A JPH06346125A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 連続式加熱炉の炉内圧力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13879293A JPH06346125A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 連続式加熱炉の炉内圧力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346125A true JPH06346125A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15230330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13879293A Pending JPH06346125A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 連続式加熱炉の炉内圧力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06346125A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100758455B1 (ko) * | 2006-10-25 | 2007-09-14 | 주식회사 포스코 | 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법 |
| KR101449315B1 (ko) * | 2013-07-17 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | 가열로의 로압 제어 장치 및 방법 |
| KR101941689B1 (ko) * | 2017-10-20 | 2019-01-24 | 주식회사 포스코 | 가열로 제어 장치 및 가열로 제어 방법 |
| CN109385516A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-26 | 福建三钢闽光股份有限公司 | 一种确定轧钢加热炉脱碳工艺参数的方法 |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP13879293A patent/JPH06346125A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100758455B1 (ko) * | 2006-10-25 | 2007-09-14 | 주식회사 포스코 | 외란 동특성 보상에 의한 가열로 노내 압력 제어방법 |
| KR101449315B1 (ko) * | 2013-07-17 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | 가열로의 로압 제어 장치 및 방법 |
| KR101941689B1 (ko) * | 2017-10-20 | 2019-01-24 | 주식회사 포스코 | 가열로 제어 장치 및 가열로 제어 방법 |
| CN109385516A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-26 | 福建三钢闽光股份有限公司 | 一种确定轧钢加热炉脱碳工艺参数的方法 |
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