JPWO2011092851A1 - 圧延ラインにおける注水制御装置、注水制御方法、注水制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係る第1の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置について図面を参照して説明する。なお、下記に説明する実施形態は、あくまで本発明を実施するための一形態であり、本発明が下記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態を適宜変更することが可能である。
図1は、圧延ラインの一例として、熱間薄板圧延ラインの概略の構成と、そこで使用される冷却水の流れを示す説明図である。
次に、本発明の第1の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置10を、図面を参照して説明する。なお、以後の説明の対象は、図1および図2に示す熱間薄板圧延ラインとするが、厚板圧延ライン、冷間圧延のライン、またアルミや銅の圧延ライン等、他の形態の圧延ラインにおいても同様に適用することができる。
次に、前記のように構成された第1の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置10の動作について、フローチャートを参照して説明する。
まず、最適化部14は、所定の予測サイクルT1と、所定の予測対象期間T2とを、冷却水使用状況予測部11や運転条件予測部121等に対し設定する(ステップ410)。
次に、運転条件予測部121におけるポンプ部9の運転条件の予測方法の一例を、図面を参照して説明する。
次に、運転条件予測部121が、所定の予測サイクルT1毎に、図5に示すポンプ特定曲線(1〜5台運転)と配管抵抗曲線との関係図や、図6に示すポンプ特性と電動機出力との関係図等に従って、ポンプ9aの運転台数の予測を変更した一例を、図面を参照して説明する。
(i)ROT用タンク6bの貯蔵容量値CW[m3]の上限値CW UL[m3]、
(ii)ROT用タンク6bの貯蔵容量CW[m3]の下限値CW LL[m3]、
(iii)ポンプ部9の運転条件の指令値(ポンプ9aの運転台数の指令値PREF[台数])、
(iv)ROT用タンク6bからの吐出流量QOT[m3/h]の予測値QOT PRD[m3/h]、
(v)ROT用タンク6bからの吐出流量QOT[m3/h]の実績値QOT ACT[m3/h]、
をとっている。
・・・(式1)
なお、前記式1において、CW(0)は、ROT用タンク6bの貯蔵容量CW(t)の初期値であり、記号(t)は,その変数が時間tの関数、すなわち時間tによって変化する変数であることを示している。
次に、本発明の第2の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置20について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置30について説明する。
ここで、Kは学習ゲインである。
次に、本発明の第の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置について説明する。なお、上述した第1〜第3の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置とは、冷却水使用状況予測部における予測方法が異なるだけであるので、第4の実施形態の冷却水使用状況予測部についてのみ説明する。
次に、本発明の第5の実施形態の圧延ラインにおける注水制御装置50について説明する。
11,21,31,41・・・冷却水使用状況予測部
111・・・直接的使用状況予測部
211,311・・・間接的使用状況予測部
312・・・使用状況学習部
12・・・制約内運転条件予測部
121・・・運転条件予測部
122・・・運転条件修正部
13・・・使用エネルギー量計算部
14・・・最適化部
15・・・ポンプ部運転制御部
16・・・制約条件監視部
17・・・目標値修正部
100・・・温度制御装置
Claims (11)
- タンクに貯蔵された冷却水を圧延ラインにおける圧延材の冷却に使用し、使用後の前記冷却水を回収しポンプ部により前記タンクに戻す圧延ラインにおける注水制御装置であって、
前記圧延材の冷却に関連する情報に基づいて、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測する冷却水使用状況予測部と、
前記冷却水使用状況予測部により予測された前記冷却水の使用状況に基づいて、前記所定の予測サイクルT1毎に、前記予測対象期間T2内における前記ポンプ部の運転条件を、所定の制約条件を満たすように予測する制約内運転条件予測部と、
前記ポンプ部の運転条件に基づいて、前記ポンプ部が前記予測対象期間T2内に運転した場合における使用エネルギー量を計算する使用エネルギー量計算部と、
前記所定の予測サイクルT1毎に、前記制約内運転条件予測部により予測された前記ポンプ部の運転条件を変更して前記使用エネルギー量計算部に与え、前記使用エネルギー量計算部に複数の前記使用エネルギー量を計算させ、前記使用エネルギー量計算部によって計算された複数の前記使用エネルギー量のうち、最適な使用エネルギー量を求める最適化部と、
前記最適化部によって求められた最適な使用エネルギー量となる前記ポンプ部の運転条件を目標値として、前記ポンプ部の運転を制御するポンプ部運転制御部と、
を有する圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記制約内運転条件予測部は、
前記冷却水使用状況予測部により予測された前記冷却水の使用状況に基づいて、前記所定の予測サイクルT1毎に、前記予測対象期間T2内における前記ポンプ部の運転条件を予測する運転条件予測部と、
前記運転条件予測部により予測された前記ポンプ部の運転条件が所定の制約条件を満たすか否かを判定し、前記ポンプ部の運転条件が前記制約条件を外れた場合のみ、前記制約条件を満たすように前記ポンプ部の運転条件を修正する運転条件修正部と、
を有する圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1または請求項2のいずれか一の請求項に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
さらに、
前記所定の制約条件に関連する前記圧延ラインの状態量をリアルタイムで監視し、前記圧延ラインの状態量が前記所定の制約条件を外れるか否かを監視する制約条件監視部と、
前記制約条件監視部によって前記圧延ラインの状態量が前記所定の制約条件を外れたと判定された場合、前記圧延ラインの状態量が前記所定の制約条件内に入るように、前記ポンプ部運転制御部の目標値を修正する目標値修正部と、
を有する圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一の請求項に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記冷却水使用状況予測部は、
前記圧延材の冷却に関連する情報として、現在冷却している圧延材の前記冷却水の使用水量と時間変化の操作情報を入力し、その操作情報に基づいて、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測する直接的使用状況予測部を有する、
圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一の請求項に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記冷却水使用状況予測部は、
過去に冷却した圧延材の属性情報と、過去に冷却した圧延材の使用状況とを対応させた参照テーブルを記憶しておき、前記圧延材の冷却に関連する情報として、現在冷却している圧延材の属性情報を入力し、その属性情報に基づいて、前記参照テーブルを参照し、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測する間接的使用状況予測部を有する、
圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項5に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記冷却水使用状況予測部は、さらに、
過去に冷却した圧延材ついての冷却水の使用状況を入力して所定の学習を行い、学習後の前記使用状況を、前記間接的使用状況予測部が記憶している前記参照テーブルの過去に冷却した前記圧延材の使用状況として更新する使用状況学習部を有し、
前記間接的使用状況予測部は、
前記圧延材の冷却に関連する情報として、現在冷却している圧延材の属性情報を入力し、その属性情報に基づいて、前記参照テーブルを参照し、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測する、
圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一の請求項に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記冷却水使用状況予測部は、
前記圧延材の冷却に関連する情報として、現在冷却している圧延材の前記冷却水の使用水量と時間変化の操作情報を入力し、その操作情報に基づいて、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測する直接的使用状況予測部と、
過去に冷却した圧延材の属性情報と、過去に冷却した圧延材の使用状況とを対応させた参照テーブルを記憶しておき、前記圧延材の冷却に関連する情報として、現在冷却している圧延材の属性情報を入力し、その属性情報に基づいて、前記参照テーブルを参照し、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測する間接的使用状況予測部と、
過去に冷却した圧延材ついての冷却水の使用状況を入力して所定の学習を行い、学習後の前記使用状況を、前記間接的使用状況予測部が記憶している前記参照テーブルの過去に冷却した前記圧延材の使用状況として更新する使用状況学習部とを有し、
入力する前記圧延材の冷却に関連する情報に応じて、適応的に前記直接的使用状況予測部あるいは前記間接的使用状況予測部に、前記冷却水の使用状況を予測させる、
圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1〜請求項7のいずれか一の請求項に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記所定の予測サイクルT1と、所定の予測対象期間T2との関係は、T1≦T2である、圧延ラインにおける注水制御装置。 - 請求項1〜請求項8のいずれか一の請求項に記載の圧延ラインにおける注水制御装置において、
前記所定の制約条件とは、
前記タンク内の保有水量または水位レベルの上下限値、ポンプ部を構成するポンプの運転台数の最小値またはポンプを駆動する電動機の運転出力の最小値のうち少なくとも一つである、圧延ラインにおける注水制御装置。 - タンクに貯蔵された冷却水を圧延ラインにおける圧延材の冷却に使用し、使用後の前記冷却水を回収しポンプ部により前記タンクに戻す圧延ラインにおける注水制御方法であって、
前記圧延材の冷却に関連する情報に基づいて、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測するステップと、
予測された前記冷却水の使用状況に基づいて、前記所定の予測サイクルT1毎に、前記予測対象期間T2内における前記ポンプ部の運転条件を、所定の制約条件を満たすように予測するステップと、
予測された前記ポンプ部の運転条件に基づいて、前記ポンプ部が前記予測対象期間T2内に運転した場合における使用エネルギー量を計算するステップと、
前記所定の予測サイクルT1毎に、予測された前記ポンプ部の運転条件を変更して複数の前記使用エネルギー量を計算させ、計算された複数の前記使用エネルギー量のうち、最適な使用エネルギー量を求めるステップと、
最適な使用エネルギー量となる前記ポンプ部の運転条件を目標値として、前記ポンプを駆動するステップと、
を有する圧延ラインにおける注水制御方法。 - タンクに貯蔵された冷却水を圧延ラインにおける圧延材の冷却に使用し、使用後の前記冷却水を回収しポンプ部により前記タンクに戻す際に、コンピュータが実行する圧延ラインにおける注水制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記圧延材の冷却に関連する情報に基づいて、所定の予測サイクルT1毎に、所定の予測対象期間T2内における前記冷却水の使用状況を予測するステップと、
予測された前記冷却水の使用状況に基づいて、前記所定の予測サイクルT1毎に、前記予測対象期間T2内における前記ポンプ部の運転条件を、所定の制約条件を満たすように予測するステップと、
前記ポンプ部の運転条件に基づいて、前記ポンプ部が前記予測対象期間T2内に運転した場合における使用エネルギー量を計算するステップと、
前記所定の予測サイクルT1毎に、予測された前記ポンプ部の運転条件を変更して複数の前記使用エネルギー量を計算させ、計算された複数の前記使用エネルギー量のうち、最適な使用エネルギー量を求めるステップと、
最適な使用エネルギー量となる前記ポンプ部の運転条件を目標値として、前記ポンプを駆動するステップと、
を実行させるための圧延ラインにおける注水制御プログラム。
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