KR101775777B1 - 철강 플랜트의 경향 감시 장치 - Google Patents

철강 플랜트의 경향 감시 장치 Download PDF

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Abstract

[과제]
실제로 운용 중의 철강 플랜트에서, 정밀도 높게 액추에이터의 이상 상태를 검출 가능한 철강 플랜트의 경향 감시 장치를 제공한다.
[해결 수단]
철강 플랜트는, 피압연재에 작용하는 설비를 동작시키는 액추에이터와, 설비의 제어 실적치를 제어 목표치에 일치시키도록 제어 실적치를 액추에이터의 조작량에 피드백하는 컨트롤러와, 각 시각에서의 상기 설비의 제어 목표치 및 제어 실적치를 수집하는 데이터 수집 장치를 구비한다. 경향 감시 장치는, 데이터 수집 장치가 수집한 각 시각에서의 제어 목표치 및 제어 실적치의 편차의 절대치를 적산한 적산치를 산출하는 연산부와, 적산치가 임계치보다도 큰 경우에 상기 액추에이터의 상태가 이상이라고 판정하는 이상 판정부를 구비한다.

Description

철강 플랜트의 경향 감시 장치{TREND MONITORING DEVICE FOR STEEL PLANT}
본 발명은, 철강 플랜트의 경향(傾向) 감시 장치에 관한 것이다. 특히, 철강 플랜트를 구성하는 설비 기기의 이상을 조기에 발견하기 위한 철강 플랜트의 경향 감시 장치에 관한 것이다.
종래, 설비 기기의 동작 상태를 감시함으로써, 조기에 이상을 발견하는 다양한 수법이 개발되어 있다. 예를 들면, 특개2002-149230호 공보에는, 피제어(被制御) 기기에의 제어 출력으로부터 피제어 기기의 상태가 변화할 때까지의 응동 시간의 계측을 반복하여 제어 회수에 대한 응동(應動) 시간의 변화 특성을 구하고, 소정의 제어 회수마다 변화 특성의 기울기를 구하여, 최신의 수명을 예측하는 감시 방법이 개시되어 있다.
종래의 감시 방법에서는, 피제어 기기에의 제어 출력부터 피제어 기기의 상태가 변화할 때까지의 응동 시간을 복수회 계측할 필요가 있다. 그러나, 실제로 운용 중의 플랜트에서는, 대상이 되는 설비 기기가 다수 있기 때문에, 각각에 응동 시간을 측정하기 위한 장치를 부착하여, 복수회 계측하는 것은 운용상 어렵다.
또한, 계측한 응동 시간을 이용하여 설비 기기의 이상을 판단하기 위해, 계측한 응동 시간과 기지의 응동 특성으로부터 구한 시간과의 비교가 필요해지는데, 실제로 운용 중의 플랜트에서는, 대상이 되는 설비 기기가 다수 있기 때문에, 각 기기에 대한 응동 특성을 준비하여 비교할 필요가 있어서 준비에 막대한 시간을 필요로 한다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2002-149230호 공보
철강 플랜트는, 가열로, 압연기, 냉각장치 등 피압연재에 작용하는 설비를 구비한다. 설비는 액추에이터에 의해 동작한다. 설비의 제어 실적치를 제어 목표치에 일치시키도록, 제어 실적치를 액추에이터의 조작량에 피드백하는 피드백 제어가 알려져 있다. 종래의 감시 방법에 의하면, 제어 시작부터 설비의 상태가 제어 목표치에 달할 때까지의 소요 시간이 상한(上限) 시간을 초과한 경우에 액추에이터의 상태는 이상이라고 판단하고 있다.
그러나, 소요 시간이 상한 시간에 달하지 않으면 정상이라고는 단언할 수가 없다. 소요 시간이 상한 시간을 초과하지 않은 경우라도, 제어 목표치에 달한 후의 제어 실적치의 진폭이 정상시보다도 큰 경우에는, 액추에이터의 상태는 이상이다. 종래의 감시 방법에서는, 이와 같은 이상을 검출할 수가 없다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 실제로 운용 중의 철강 플랜트에서 일반적으로 수집되는 제어 정보로부터, 액추에이터의 이상 상태를 정밀도 높게 조기에 검출 가능한 철강 플랜트의 경향 감시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 철강 플랜트의 경향 감시 장치로서,
상기 철강 플랜트는,
피압연재에 작용하는 설비를 동작시키는 액추에이터와,
상기 설비의 제어 실적치를 제어 목표치에 일치시키도록, 제어 실적치를 상기 액추에이터의 조작량에 피드백하는 컨트롤러와,
각 시각에서의 상기 설비의 제어 목표치 및 제어 실적치를 수집하는 데이터 수집 장치를 구비하고,
상기 경향 감시 장치는,
상기 데이터 수집 장치가 수집한 각 시각에서의 제어 목표치 및 제어 실적치의 편차의 절대치를 적산한 적산치를 산출하는 연산부와,
상기 적산치가 임계치보다도 큰 경우에 상기 액추에이터의 상태가 이상이라고 판정하는 이상 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 실제로 운용 중의 철강 플랜트에서 일반적으로 수집되는 제어 정보로부터, 액추에이터의 이상 상태를 정밀도 높게 조기에 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 시스템의 전체 구성을 도시하는 개념도.
도 2는 철강 플랜트(1)가 구비하는 압연 라인을 도시하는 개념도.
도 3은 제어 네트워크(3)에서의 스캔 전송에 관해 설명하기 위한 도면.
도 4는 설비에의 제어 출력(제어 목표치)과 제어 실적치와의 관계에 관해 설명하기 위한 도면.
도 5는 데이터베이스에 축적되는 데이터의 한 예를 도시하는 도면.
도 6은 경향 감시 장치(44)의 기능에 관해 설명하기 위한 도면.
도 7은 실시의 형태 1에 관한 시스템의 경향 감시 장치(44)에서 작성되는 제어 동작 감시용의 정의 파일.
도 8은 실시의 형태 1에 관한 시스템의 데이터 수집 장치(43)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트.
도 9는 실시의 형태 1에 관한 시스템의 경향 감시 장치(44)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트.
도 10은 실시의 형태 2에 관한 시스템의 경향 감시 장치(44)에서 작성되는 제어 동작 감시용의 정의 파일.
도 11은 실시의 형태 2에 관한 시스템의 데이터 수집 장치(43)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트.
도 12는 실시의 형태 2에 관한 시스템의 경향 감시 장치(44)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트.
도 13은 실시의 형태 3에 관한 시스템의 경향 감시 장치(44)에서 작성되는 제어 동작 감시용의 정의 파일.
도 14는 실시의 형태 3에 관한 시스템의 데이터 수집 장치(43)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트.
도 15는 실시의 형태 3에 관한 시스템의 경향 감시 장치(44)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 관해 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에서 공통되는 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
실시의 형태 1.
[실시의 형태 1의 시스템 구성]
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 시스템의 전체 구성을 도시하는 개념도이다. 도 1의 시스템은, 철강 플랜트(1)를 구비한다. 철강 플랜트(1)는, 전송 방식이 다른 2개의 네트워크, 즉, 정보 네트워크(2)와 제어 네트워크(3)를 구비한다.
철강 플랜트(1)는, 상위 계산기(41), 프로세스 계산기(42), 데이터 수집 장치(43), 경향 감시 장치(44), 컨트롤러(51), 컨트롤러(52), RIO(remote input/output)(53)를 구비한다. 컨트롤러(51)와 컨트롤러(52)와 RIO(53)는, 설비를 구성하는 복수의 기기에 접속한다. 구체적으로는, 컨트롤러(51)는, 액추에이터(71)와 센서(81)에 접속한다. 마찬가지로, 컨트롤러(52)는, 액추에이터(72)와 센서(82)에 접속한다. RIO(53)는, 액추에이터(73)와 센서(83)에 접속한다. 액추에이터(71∼73)는, 예를 들면, 도 2의 모터(110, 111)나 유압 장치(112, 113)이다. 센서(81∼83)는, 예를 들면, 도 2의 판후계(114, 115)이다.
(압연 라인)
도 2는, 철강 플랜트(1)가 구비하는 압연 라인을 도시하는 개념도이다. 도 2의 압연 라인은, 열간 압연 라인이다. 압연 라인은, 후판 압연 라인, 냉간 압연 라인, 선재 압연 라인, 조강(條鋼) 압연 라인 등이라도 좋다.
피압연재는, 압연 라인의 반송 테이블(107)상을 가열로(100)로부터 권취기(105)까지 반송된 과정에서 가열되고 압연되고 냉각된다. 도 2의 압연 라인에는, 상류부터 차례로, 가열로(100), 조압연기(101), n대의 사상압연기, 런 아웃 테이블(ROT)(104), 권취기(105)가 배치된다. 도 2에는, n대의 사상압연기 중 제1 사상압연기(102)와 제n 사상압연기(103)가 표시되어 있다.
압연 라인은, 복수의 설비로 구분된다. 도 2에는, 가열로(100)를 포함하는 설비(F), 조압연기(101)를 포함하는 설비(RM), 제1 사상압연기(102)를 포함하는 설비(F1), 제n 사상압연기(103)를 포함하는 설비(Fn)가 표시되어 있다. 조압연기(101), n대의 사상압연기의 각각은, 피압연재를 압연하는 적어도 한 쌍의 압연 롤을 구비한다. 각 설비는, 그 구성 기기로서 액추에이터나 센서를 구비한다. 예를 들면, 제1 사상압연기(102)는, 한 쌍의 압연 롤을 회전 구동하는 모터(110), 한 쌍의 압연 롤의 갭을 조정한 유압 장치(112), 한 쌍의 압연 롤에 압연된 피압연재의 판두께를 검출하는 판후계(114)를 구비한다. 마찬가지로, 제1 사상압연기(103)는, 모터(111), 유압 장치(113), 판후계(115)를 구비한다. 유압 장치(112, 113)는, 유압을 제어하는 전자 밸브를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 압연 라인에서, 가열로(100)로부터 추출된 피압연재(슬래브)는, 조압연기(101)에 의한 압연, 제1 사상압연기(102) 및 제n 사상압연기(103)에 의한 압연, ROT(104)에서의 냉각을 경유하여, 권취기(105)에 권취된다.
(정보 네트워크와 제어 네트워크)
도 1의 정보 네트워크(2)는, 조업 및 제품 제조에 관한 네트워크이고, 네트워크에 접속한 장치사이에서 메시지를 송수신 가능한 네트워크이다.
도 1의 제어 네트워크(3)는, 고신뢰성과 리얼타임성을 실현하는 플랜트 제어용 네트워크이다. 구체적으로는, 제어 네트워크(3)는, 커먼 메모리 방식에 의한 스캔 전송(주기적인 동보(同報) 전송)으로 제어 데이터의 동시성을 확보 가능한 네트워크이다. 제어 네트워크(3)를 실현하는 전송 기술의 한 예로서, TCnet(IEC(International Electrotechnical Commission) 규격 "IEC 61784-1/IEC 61158")를 들 수 있다.
도 1의 제어 네트워크(3)는, 복수의 노드(노드A(31)∼노드E(35))를 구비한다. 노드는 스테이션이라고도 칭하여진다. 노드A(31)는 프로세스 계산기(42)를, 노드B(32)는 데이터 수집 장치(43)를, 노드C(33)는 컨트롤러(51)를, 노드D(34)는 컨트롤러(52)를, 노드E(35)는 RIO(53)를 구비한다.
도 3은, 제어 네트워크(3)에서의 스캔 전송에 관해 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 노드A(31)∼노드D(34)에 관해 설명하지만, 이것은 설명을 평이하게 하기 위해서이고, 실제로는 노드E(35)와 노드A(31)∼노드D(34)와의 사이에서도 스캔 전송이 행하여진다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 노드A(31)∼노드D(34)는, 각각 동일 구성의 커먼 메모리(310∼340)를 갖는다. 각 커먼 메모리에는, 프로세스 계산기(42)에 의해 계산된 설정 정보가 기록되는 기억 영역, 컨트롤러(51)의 출력 신호(액추에이터(71) 및 센서(81)의 출력 신호를 포함한다)가 기록되는 기억 영역, 컨트롤러(52)의 출력 신호(액추에이터(72) 및 센서(82)의 출력 신호를 포함한다)가 기록되는 기억 영역, RIO(53)의 출력 신호(액추에이터(73) 및 센서(83)의 출력 신호를 포함한다)가 기록되는 기억 영역이 중복되지 않도록 할당되어 있다.
구체적으로는, 각 커먼 메모리에는, 감시항목마다(신호마다)에 정의된 심볼에 대응하는 기억 영역이 할당되고, 상태치가 기억된다. 예를 들면, 감시항목마다, 설비 동작 시작 심볼, 제어 출력 심볼, 제어 실적 심볼에 대응하는 기억 영역이 할당된다. 설비 동작 시작 심볼에 대응하는 기억 영역에는, 설비의 상태(0(비동작)인지 1(동작))를 나타내는 값이 기억된다. 제어 출력 심볼에 대응하는 기억 영역에는, 설비의 제어 목표치가 기억된다. 제어 실적 심볼에 대응하는 기억 영역에는, 설비의 제어 실적치가 기억된다.
각 노드는, 자체(自) 노드가 관리하는 커먼 메모리상(上)의 데이터를, 다른 모든 노드에 주기적으로 동보 전송하는 동보 전송 기능을 갖는다. 예를 들면, 노드C(33)는, 커먼 메모리(330)상의 컨트롤러(51)의 출력 데이터가 기록되는 기억 영역에 있는 데이터를, 다른 모든 노드에 주기적으로 동보 전송하고, 각 커먼 메모리상의 데이터를 동기한다. 제어 네트워크(3)는, 수msec 주기로 스캔 전송을 실시 가능하다.
도 1로 되돌아와 설명을 계속한다. 상위 계산기(41) 및 경향 감시 장치(44)는, 정보 네트워크(2)에 접속한다. 프로세스 계산기(42)는, 정보 네트워크(2)에 접속함과 함께, 노드A(31)를 통하여 제어 네트워크(3)에 접속한다. 데이터 수집 장치(43)는, 정보 네트워크(2)에 접속함과 함께, 노드B(32)를 통하여 제어 네트워크(3)에 접속한다. 컨트롤러(51)는, 노드C(33)를 통하여 제어 네트워크(3)에 접속한다. 컨트롤러(52)는, 노드D(34)를 통하여 제어 네트워크(3)에 접속한다. RIO(53)는, 노드E(35)를 통하여 제어 네트워크(3)에 접속한다.
(상위 계산기, 프로세스 계산기)
프로세스 계산기(42)는, 철강 플랜트(1)에서의 제조 프로세스를 종합적으로 관리하는 프로세스 컴퓨터이다. 프로세스 계산기(42)는, 상위 계산기(41)로부터 생산 정보를 수취하고, 압연 현상을 모방한 물리 모델을 이용하여 플랜트 제어를 위한 설정 정보를 계산한다. 설비 동작에 필요한 설정 정보는, 커먼 메모리의 스캔 전송에 의해, 컨트롤러(51), 컨트롤러(52), RIO(53)에 전하여진다. 또한, 설비 동작의 결과(실적)는, 프로세스 계산기(42)에 전하여지고, 프로세스 계산기(42)는, 상위 계산기(41)에 조업 실적 데이터를 송신한다.
(컨트롤러와 RIO)
컨트롤러(51), 컨트롤러(52), RIO(53)는, 프로세스 계산기(42)가 출력한 설정 정보에 의거하여 각 설비를 제어한다. 또한, 컨트롤러(51), 컨트롤러(52), RIO(53)는, 설비에 제어 출력 신호를 송신하고, 설비로부터 제어 실적 신호의 수신하고, 커먼 메모리상의 각종 심볼에 대응하는 상태치를 갱신한다.
[실시의 형태 1에서의 특징적 구성]
(액추에이터의 이상 검출)
실시의 형태 1의 시스템에서의 액추에이터의 이상 검출 수법에 관해 설명한다. 상술한 바와 같이 철강 플랜트(1)는, 피압연재에 작용하는 설비를 동작시키는 액추에이터를 구비한다. 설비의 제어 실적치를 제어 목표치에 일치시키도록, 제어 실적치를 액추에이터의 조작량에 피드백하는 피드백 제어가 실행된다.
실시의 형태 1의 시스템에서의 피드백 제어의 한 예에 관해 설명한다. 설비는, 피압연재를 압연하는 적어도 한 쌍의 압연 롤을 구비하는 압연기(제1 사상압연기(102))이다. 액추에이터는 한 쌍의 압연 롤의 갭을 조정하기 위한 유압 장치(112)이다. 설비의 제어 목표치는, 한 쌍의 압연 롤의 갭의 목표치이다. 설비의 제어 실적치는, 한 쌍의 압연 롤의 갭의 실적치이고, 판후계(114)의 출력 신호로부터 추정되는 값이다. 피드백 제어에서는, 설비의 제어 실적치를 제어 목표치에 일치시키도록, 제어 실적치를 액추에이터의 조작량에 피드백한다.
도 4는, 설비에의 제어 출력(제어 목표치)과 제어 실적치와의 관계에 관해 설명하기 위한 도면이다. 실선(120)은, 제어 출력(제어 목표치)을 나타낸다. 실선(122)은, 액추에이터의 상태가 정상인 경우의 제어 실적치를 나타낸다. 실선(124)은, 액추에이터의 상태가 이상한 경우의 제어 실적치의 한 예를 나타낸다.
액추에이터의 이상 검출 수법의 하나로서, 제어 시작부터 설비의 상태가 제어 목표치에 달할 때까지의 소요 시간이 상한 시간(도 4의 t1부터 t3까지의 시간)을 초과한 경우에 액추에이터의 상태가 이상이라고 판단한 것이 생각된다. 그러나, 소요 시간이 상한 시간에 달하지 않으면 정상이라고 단언할 수는 없다. 도 4의 실선(124)으로 도시하는 바와 같이, 소요 시간(도 4의 t1부터 t2까지의 시간)이 상한 시간(도 4의 t1부터 t3까지의 시간)을 초과하지 않은 경우라도, 제어 목표치에 달한 후의 제어 실적치의 진폭이 정상시보다도 큰 경우에는, 액추에이터의 상태는 이상이다. 상술한 이상 검출 수법에서는, 이와 같은 액추에이터의 이상을 검출할 수가 없다.
그래서, 실시의 형태 1의 시스템에서는, 각 시각에서의 제어 목표치 및 제어 실적치의 편차의 절대치를 적산한 적산치를 산출하고, 적산치가 임계치보다도 큰 경우에 액추에이터의 상태가 이상이라고 판정하기로 하였다.
(데이터 수집 장치)
상술한 바와 같은 이상 판정을 실현하기 위해, 운용 중의 실(實) 데이터를 수집할 필요가 있다. 데이터 수집 장치(43)는, 프로세스 계산기(42), 컨트롤러(51), 컨트롤러(52), RIO(53)가 자체 노드의 커먼 메모리에 기록한 데이터를 수집한다. 데이터 수집 장치(43)는, 노드B(32)의 커먼 메모리(320)상의 각종 신호(설비 동작 시작 심볼, 제어 출력 심볼, 제어 실적 심볼에 관한 것이다)를, 설비 제어 주기의 1/2 이하의 짧은 주기로 감시한다. 데이터 수집 장치(43)는, 각종 심볼의 상태치의 변화를 검출하면, 검출시각과 심볼명과 상태치를 관련시킨 데이터를 작성하고 데이터베이스에 축적한다. 도 5는, 데이터베이스에 축적되는 데이터의 한 예를 도시하는 도면이다. 또한, 데이터 수집 장치(43)는, 경향 감시 장치(44)로부터의 검색 요구에 응답하여 검색 결과를 출력한다.
(경향 감시 장치)
경향 감시 장치(44)는, 데이터 수집 장치(43)에 수집된 데이터에 의거하여 액추에이터의 이상 판정을 행한다. 도 6은, 경향 감시 장치(44)의 기능에 관해 설명하기 위한 도면이다. 경향 감시 장치(44)는, 검색부(441), 연산부(442)와, 이상 판정부(443)와, 입출력부(444)를 구비한다. 경향 감시 장치(44)는, 연산 처리 장치, 기억 장치, 입출력 인터페이스 등의 연산 자원을 구비한다. 상기 각 부분의 기능에 대응하는 프로그램은, 기억 장치에 기억되어 있고, 연산 처리 장치에 실행됨으로써 각 부분의 기능이 실현된다.
도 7은, 경향 감시 장치(44)에서 작성되는 제어 동작 감시용의 정의(定義) 파일이다. 정의 파일의 항목은, 설비명, 설비 동작 시작 심볼, 제어 출력 심볼, 제어 실적 심볼, 검색 기간이다. 정의 파일의 내용은, 입출력부(444)에 의해 편집 가능하다.
검색부(441)는, 정의 파일을 포함하는 검색 요구를 데이터 수집 장치(43)에 송신하고, 데이터 수집 장치(43)로부터 검색 결과를 수신하고, 연산 데이터 파일에 격납한다.
연산부(442)는, 지정된 감시 대상(감시 대상 심볼 및 감시 대상 기간)에 관해, 제어 시작부터 일정 시간 내(예를 들면, 도 4의 t1부터 t4까지의 시간)의 제어 출력(제어 목표치) 및 제어 실적치를 연산 데이터 파일로부터 취득하고, 각 시각에서의 제어 목표치 및 제어 실적치의 편차의 절대치를 적산한 적산치를 산출한다. 또한, 연산부(442)는, 감시 대상 기간 내의 데이터로부터 복수 산출된 적산치에 관해, 적산치의 최대치, 최소치, 평균치를 산출한다.
이상 판정부(443)는, 적산치의 최대치가 미리 설정한 임계치보다도 큰지의 여부를 판정하고, 임계치보다도 큰 경우에는 알람 신호를 출력한다.
입출력부(444)는, 오퍼레이터의 화면 조작에 의거하여, 정의 파일의 내용을 편집 가능하고, 감시 대상(감시 대상 심볼 및 감시 대상 기간)을 지정 가능하다. 또한, 입출력부(444)는, 검색부(441)에 의한 검색 결과, 연산부(442)에 의한 적산치의 최대치, 최소치, 평균치에 관한 그래프, 이상 판정부(443)에 의한 알람 신호를 화면에 표시 가능하다.
(플로 차트)
도 8은, 데이터 수집 장치(43)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트이다. 본 루틴은, 경향 감시 장치(44)로부터의 검색 요구에 응하여 실행된다.
우선, 데이터 수집 장치(43)는, 검색 요구에 포함되는 정의 파일(도 7)을 판독한다(스텝 S100). 데이터 수집 장치(43)는, 검색 기간의 범위 내에서, 설비 동작 시작 심볼의 상태치가 변화(0→1, 1→0)한 시각을 데이터베이스로부터 취득한다(스텝 S102). 데이터 수집 장치(43)는, 설비 동작 시작 심볼의 상태가 변화한 시각에서 데이터베이스를 검출하고, 당해 시각부터 일정 시간(설정 가능) 내의 제어 출력 심볼의 상태치(제어 목표치), 제어 실적 심볼의 상태치(제어 실적치)를 취득한다(스텝 S104). 데이터 수집 장치(43)는, 검색 기간의 범위 내에서 취득한 각 시각에서의 설비 동작 시작 심볼의 상태치, 제어 출력 심볼의 상태치, 제어 실적 심볼의 상태치를 시계열 데이터로서 편집하고, 경향 감시 장치(44)에 송신한다(스텝 S106).
도 9는, 경향 감시 장치(44)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트이다. 검색부(441)는, 정의 파일을 포함하는 검색 요구를 데이터 수집 장치(43)에 송신하고, 데이터 수집 장치(43)로부터 검색 결과를 수신하고, 연산 데이터 파일에 격납한다.
오퍼레이터는, 입출력부(444)의 화면에서 감시 대상(감시 대상 심볼, 감시 대상 기간)을 지정한다(스텝 S110).
연산부(442)는, 연산 데이터 파일로부터 지정된 감시 대상에 관해, 제어 시작부터 일정 시간 내의 제어 목표치 및 제어 실적치를 취득하고, 각 시각에서의 제어 목표치 및 제어 실적치의 편차의 절대치를 적산한 적산치를 산출한다. 또한, 연산부(442)는, 감시 대상 기간 내의 데이터로부터 복수 산출된 적산치에 관해, 적산치의 최대치, 최소치, 평균치를 산출한다(스텝 S112).
이상 판정부(443)는, 임계치 체크를 행한다(스텝 S114). 임계치 체크에서는, 적산치의 최대치가 미리 설정한 임계치보다도 큰지의 여부가 판정되고, 임계치보다도 큰 경우에는 알람 신호가 출력된다.
입출력부(444)는, 검색부(441)에 의한 검색 결과, 연산부(442)에 의한 적산치의 최대치, 최소치, 평균치에 관한 그래프, 이상 판정부(443)에 의한 알람 신호를 화면에 표시한다(스텝 S116).
이상 설명한 바와 같이, 실시의 형태 1의 시스템에 의하면, 오퍼레이터는, 화면을 확인함으로써, 피드백 제어(예를 들면, 압연 롤의 게이지 제어)의 동작의 변화를 확인할 수 있고, 설비의 이상을 조기에 발견할 수 있다. 특히, 적산치를 이용한 임계치 체크에 의해, 액추에이터의 이상을 정밀도 높게 조기에 발견할 수 있다.
실시의 형태 2.
[실시의 형태 2의 시스템 구성]
다음에, 도 10∼도 12를 참조하여 본 발명의 실시의 형태 2에 관해 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은 도 1에 도시하는 구성에서, 데이터 수집 장치(43)에 후술하는 도 11의 루틴을, 경향 감시 장치(44)에 도 12의 루틴을 실시시킴으로써 실현할 수 있다.
실시의 형태 2의 시스템은, 상술한 실시의 형태 1의 시스템에 더하여, 밸브와 같이 ON/OFF 회수로 수명을 갖는 액추에이터의 잔여수명(餘壽命)을 확인 가능한 시스템이다.
도 10은, 경향 감시 장치(44)에서 작성되는 제어 동작 감시용의 정의 파일이다. 정의 파일의 항목은, 적어도 설비명, 설비 동작 시작 심볼, 검색 기간을 포함한다. 정의 파일의 내용은, 입출력부(444)에 의해 편집 가능하다.
(플로 차트)
도 11은, 데이터 수집 장치(43)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트이다. 본 루틴은, 경향 감시 장치(44)로부터의 검색 요구에 응하여 실행된다.
우선, 데이터 수집 장치(43)는, 검색 요구에 포함되는 정의 파일(도 10)을 판독한다(스텝 S200). 데이터 수집 장치(43)는, 검색 기간의 범위 내에서, 설비 동작 시작 심볼의 상태치가 변화(0→1, 1→0)한 시각을 데이터베이스로부터 취득한다(스텝 S202). 데이터 수집 장치(43)는, 취득한 시각 정보를 시계열 데이터로서 편집하고(스텝 S204), 경향 감시 장치(44)에 송신한다(스텝 S206).
도 12는, 경향 감시 장치(44)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트이다. 검색부(441)는, 정의 파일을 포함하는 검색 요구를 데이터 수집 장치(43)에 송신하고, 데이터 수집 장치(43)로부터 검색 결과를 수신하고, 연산 데이터 파일에 격납한다.
오퍼레이터는, 입출력부(444)의 화면에서 감시 대상(감시 대상 심볼, 감시 대상 기간)을 지정한다(스텝 S210).
연산부(442)는, 연산 데이터 파일로부터 지정된 감시 대상에 관해, 감시 대상 기간 내의 ON→OFF(1→0) 회수의 적산치(카운트 수)를 산출한다(스텝 S212).
이상 판정부(443)는, 임계치 체크를 행한다(스텝 S214). 임계치 체크에서는, 적산치가 미리 설정한 임계치보다도 큰지의 여부가 판정되고, 임계치보다도 큰 경우에는 알람 신호가 출력된다.
입출력부(444)는, 검색부(441)에 의한 검색 결과, 연산부(442)에 의한 적산치(카운트 수), 이상 판정부(443)에 의한 알람 신호를 화면에 표시한다(스텝 S216).
이상 설명한 바와 같이, 실시의 형태 2의 시스템에 의하면, 오퍼레이터는, 화면을 확인함으로써, 밸브와 같이 ON/OFF 회수로 수명을 갖는 액추에이터의 잔여수명을 확인할 수 있고, 설비의 이상을 조기에 발견할 수 있다.
실시의 형태 3.
[실시의 형태 3의 시스템 구성]
다음에, 도 13∼도 15를 참조하여 본 발명의 실시의 형태 3에 관해 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은 도 1에 도시하는 구성에서, 데이터 수집 장치(43)에 후술하는 도 14의 루틴을, 경향 감시 장치(44)에 도 15의 루틴을 실시시킴으로써 실현할 수 있다.
[실시의 형태 3에서의 특징적 제어]
실시의 형태 3의 시스템에서는, 상술한 실시의 형태 1의 시스템에 더하여, 동작 시작 신호 출력으로 정하여진 동작(시퀀스 제어)을 행하는 설비(예를 들면, 가열로 익스트랙터)의 동작의 변화를 파악하고, 설비의 이상을 조기에 발견 가능한 시스템이다.
도 13은, 경향 감시 장치(44)에서 작성되는 제어 동작 감시용의 정의 파일이다. 정의 파일의 항목은, 적어도 설비명, 설비 동작 시작 심볼, 설비 동작 완료 심볼, 검색 기간을 포함한다. 정의 파일의 내용은, 입출력부(444)에 의해 편집 가능하다.
(플로 차트)
도 14는, 데이터 수집 장치(43)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트이다. 본 루틴은, 경향 감시 장치(44)로부터의 검색 요구에 응하여 실행된다.
우선, 데이터 수집 장치(43)는, 검색 요구에 포함되는 정의 파일(도 13)을 판독한다(스텝 S300). 데이터 수집 장치(43)는, 검색 기간의 범위 내에서, 설비 동작 시작 심볼의 상태치가 변화(0→1, 1→0)한 시각과, 설비 동작 완료 심볼의 상태치가 변화(0→1, 1→0)한 시각을 데이터베이스로부터 취득한다(스텝 S302). 데이터 수집 장치(43)는, 취득한 시각 정보로부터, 동작시간(=동작 종료 시각-동작 시작 시각)을 연산하고, 시계열 데이터로서 편집하고(스텝 S304), 경향 감시 장치(44)에 송신한다(스텝 S306).
도 15는, 경향 감시 장치(44)가 실행하는 제어 루틴의 플로 차트이다. 검색부(441)는, 정의 파일을 포함하는 검색 요구를 데이터 수집 장치(43)에 송신하고, 데이터 수집 장치(43)로부터 검색 결과를 수신하고, 연산 데이터 파일에 격납한다.
오퍼레이터는, 입출력부(444)의 화면에서 감시 대상(감시 대상 심볼, 감시 대상 기간)을 지정한다(스텝 S310).
연산부(442)는, 연산 데이터 파일로부터, 감시 대상 기간 내의 동작시간을 전부 취득하고, 동작시간의 최대치, 최소치, 평균치를 산출한다(스텝 S312).
이상 판정부(443)는, 임계치 체크를 행한다(스텝 S314). 임계치 체크에서는, 동작시간의 최대치가 미리 설정한 임계치보다도 큰지의 여부가 판정되고, 임계치보다도 큰 경우에는 알람 신호가 출력된다.
입출력부(444)는, 검색부(441)에 의한 검색 결과, 연산부(442)에 의한 동작시간의 최대치, 최소치, 평균치에 관한 그래프, 이상 판정부(443)에 의한 알람 신호를 화면에 표시한다(스텝 S316).
이상 설명한 바와 같이, 실시의 형태 3의 시스템에 의하면, 오퍼레이터는, 화면을 확인함으로써, 동작 시작 신호 출력으로 정하여진 동작(시퀀스 제어)을 행하는 설비(예를 들면, 가열로 익스트랙터)의 동작의 변화를 파악하고, 설비의 이상을 조기에 발견할 수 있다.
1 : 철강 플랜트
2 : 정보 네트워크
3 : 제어 네트워크
31 : 노드A
32 : 노드B
33 : 노드C
34 : 노드D
35 : 노드E
41 : 상위 계산기
42 : 프로세스 계산기
43 : 데이터 수집 장치
44 : 경향 감시 장치
51, 52 : 컨트롤러
53 : RIO
71, 72, 73 : 액추에이터
81, 82, 83 : 센서
100 : 가열로
101 : 조압연기
102 : 제1 사상압연기
103 : 제n 사상압연기
104 : ROT
105 : 권취기
107 : 반송 테이블
110, 111 : 모터
112, 113 : 유압 장치
114, 115 : 판후계
310, 320, 330, 340 : 커먼 메모리
441 : 검색부
442 : 연산부
443 : 이상 판정부
444 : 입출력부

Claims (3)

  1. 철강 플랜트의 경향 감시 장치로서,
    상기 철강 플랜트는,
    피압연재에 작용하는 설비를 동작시키는 액추에이터와,
    상기 설비의 제어 실적치를 제어 목표치에 일치시키도록, 제어 실적치를 상기 액추에이터의 조작량에 피드백하는 컨트롤러와,
    각 시각에서의 상기 설비의 제어 목표치 및 제어 실적치를 수집하는 데이터 수집 장치를 구비하고,
    상기 경향 감시 장치는,
    상기 데이터 수집 장치가 수집한 각 시각에서의 제어 목표치 및 제어 실적치의 편차의 절대치를 적산한 적산치를 산출하는 연산부와,
    상기 적산치가 임계치보다도 큰 경우에 상기 액추에이터의 상태가 이상이라고 판정하는 이상 판정부를 구비하고,
    상기 데이터 수집 장치는, 상기 설비의 동작을 시작시키는 신호가 출력된 설비 동작 시작 시각을 수집하고,
    상기 연산부는, 수집된 상기 설비 동작 시작 시각의 수를 카운트하고,
    상기 이상 판정부는, 상기 연산부가 카운트한 수가 임계치보다도 큰 경우에 상기 설비의 상태가 이상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 철강 플랜트의 경향 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설비는, 상기 피압연재를 압연하는 적어도 한 쌍의 압연 롤을 구비하는 압연기이고,
    상기 액추에이터는, 상기 한 쌍의 압연 롤의 갭을 조정하기 위한 유압 장치인 것을 특징으로 하는 철강 플랜트의 경향 감시 장치.
  3. 삭제
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