KR20120111736A - 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램 - Google Patents

압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램 Download PDF

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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 상황을 예측하는 냉각수 사용 상황 예측부(11)와, 예측된 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 예측 대상 기간(T2) 내에서 필요한 펌프부(9)의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 제약 내 운전 조건 예측부(12)와, 예측한 펌프부(9)의 운전 조건에 의거하여 사용 에너지량을 계산하는 사용 에너지량 계산부(13)와, 펌프부(9)의 운전 조건을 변경한 복수의 사용 에너지량 중에서 최적의 사용 에너지량을 구하는 최적화부(14)와, 최적의 사용 에너지량이 되는 펌프부(9)의 운전 조건을 목표치로 하여 펌프부(9)의 운전을 제어하는 펌프부 운전 제어부(15)를 구비한다.

Description

압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램{WATER-INJECTION CONTROL DEVICE IN ROLLING LINE, WATER-INJECTION CONTROL METHOD, WATER-INJECTION CONTROL PROGRAM}
본 발명은, 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재(압연 롤도 포함한다)의 냉각에 사용하고, 사용 후의 냉각수를 회수하고, 펌프부에 의해 탱크로 되돌리는 압연 라인에서의 물 분사(注水) 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램에 관한 것이다.
금속재료를 압연하여 압연재로 하는 압연 라인으로서, 철강의 판을 제조하는 열간 박판 압연 라인, 후판 압연 라인, 냉간 압연의 라인, 또한 알루미늄이나 구리의 압연 라인 등이 있다. 이 중, 압연재에 직접 물 분사하여 압연재 자체의 온도를 제어하는 기능이 있는 것은, 열간 박판 압연 라인, 후판 압연 라인 등이다. 또한, 압연재가 권취되는 압연 롤 등을 냉각하는 기능은, 모든 압연 라인에 구비되어 있다. 전자와 같이 압연재 자체에 직접 붓는 냉각수를 직접 냉각수, 압연재가 권취되는 압연 롤 등에 붓는 냉각수를 간접 냉각수라고 부르고, 이들을 총칭하여 냉각수라고 한다.
특히, 열간 박판 압연 라인이나, 후판 압연 라인에서는, 1000℃ 전후의 고온의 압연재를 압연하기 때문에, 냉각하기 위한 직접 냉각수가 대량으로 필요하다. 또한, 고온 재료와 접하는 압연 롤을 식히기 위해서는, 다량의 간접 냉각수를 필요로 한다.
그 때문에, 압연 라인에서의 냉각 장치로서, 예를 들면, 냉각 장치의 밸브를 제어하여, 냉각수의 유량 등을 조정하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 내지 3 참조).
특허문헌1 : 일본 특개2007-268540호 공보 특허문헌2 : 일본 특개2005-297015호 공보 특허문헌3 : 일본 특개2004-034122호 공보
그런데, 일반적으로, 압연 라인에서의 냉각 장치에서는, 냉각수를 모으는 탱크에 충분한 냉각수가 없으면, 압연재의 냉각에 지장을 초래하기 때문에, 1대 또는 복수대의 펌프를 사용하여, 압연재의 냉각에 사용한 냉각수를 회수하여 탱크에 되돌려, 탱크를 항상 오버플로 상태로 두어, 탱크 내의 수량(水量)을 일정한 값으로 유지하고 있다.
그 한편으로, 탱크에서 오버플로한 냉각수도, 펌프부에 의해 탱크에 되돌려지는 냉각수도, 압연재의 냉각에 사용되지 않기 때문에, 적정하게 탱크에서의 냉각수의 수량을 제어하여, 오버플로하는 냉각수의 양을 감소시킬 수 있으면, 냉각수를 탱크에 되돌리기 위해 운전하는 펌프부의 에너지 절약에 이어진다.
그러나, 상술한 배경 기술에서는, 밸브 등의 제어에 의해 냉각수의 유량 등을 조정하여, 압연재 등을 냉각하는 기술은 개시하는 것이지만, 사용 후의 냉각수를 탱크에 되돌리는 물 분사 제어 장치에서의 제어에 관해서는, 전혀 개시되어 있지 않다.
그 때문에, 탱크 내의 냉각수의 용량 제어를 오버플로에 의해 행한다고 하면, 항상 충분한 대수의 펌프를 운전시켜 둘 필요가 있고, 전력 등을 필요없게 사용한다는 과제가 있다.
또한, 탱크 내에 수위계를 설치하는 방법도 생각된다. 이 경우, 냉각수의 수위를 적정하게 유지하기 위해, 수위계에 의한 측정치를 피드백하고, 펌프 대수를 조정하는 제어를 행하게 되는데, 수위계의 지시치가 최상위의 값에 있을 때는, 냉각을 위해 냉각수가 사용되고 있는 것인지, 오버플로에 의해 최상위의 값으로 유지되고 있는 것인지 판별하기 어렵고, 또한, 수위계 등을 새롭게 탱크 내에 설치하여야 한다는 과제가 생긴다. 또한, 냉각수의 수위가 저하된 때에, 급격하게 펌프를 구동하면, 펌프를 구동하는 전동기에 큰 전력이 필요해지고, 비효율적으로 된다는 과제도 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 압연 라인에서의 제약 조건을 확보하면서, 펌프부를 효율 좋게 운전하여 냉각수를 탱크에 물 분사할 수 있는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 1의 특징은, 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌리는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치로서, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 냉각수 사용 상황 예측부와, 상기 냉각수 사용 상황 예측부에 의해 예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 제약 내 운전 조건 예측부와, 상기 펌프부의 운전 조건에 의거하여, 상기 펌프부가 상기 예측 대상 기간(T2) 내에 운전한 경우에 있어서의 사용 에너지량을 계산하는 사용 에너지량 계산부와, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 제약 내 운전 조건 예측부에 의해 예측된 상기 펌프부의 운전 조건을 변경하여 상기 사용 에너지량 계산부에 주고, 상기 사용 에너지량 계산부에 복수의 상기 사용 에너지량을 계산시키고, 상기 사용 에너지량 계산부에 의해 계산된 복수의 상기 사용 에너지량 중, 최적의 사용 에너지량을 구하는 최적화부와, 상기 최적화부에 의해 구하여진 최적의 사용 에너지량이 되는 상기 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여, 상기 펌프부의 운전을 제어하는 펌프부 운전 제어부를 갖는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 2의 특징은, 상기 제약 내 운전 조건 예측부는, 상기 냉각수 사용 상황 예측부에 의해 예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을 예측하는 운전 조건 예측부와, 상기 운전 조건 예측부에 의해 예측된 상기 펌프부의 운전 조건이 소정의 제약 조건을 충족시키는지의 여부를 판정하고, 상기 펌프부의 운전 조건이 상기 제약 조건을 벗어난 경우만, 상기 제약 조건을 충족시키도록 상기 펌프부의 운전 조건을 수정하는 운전 조건 수정부를 갖는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 3의 특징은, 또한, 상기 소정의 제약 조건에 관련되는 상기 압연 라인의 상태량을 리얼타임으로 감시하고, 상기 압연 라인의 상태량이 상기 소정의 제약 조건을 벗어나는지의 여부를 감시하는 제약 조건 감시부와, 상기 제약 조건 감시부에 의해 상기 압연 라인의 상태량이 상기 소정의 제약 조건을 벗어났다고 판정된 경우, 상기 압연 라인의 상태량이 상기 소정의 제약 조건 내로 들어가도록, 상기 펌프부 운전 제어부의 목표치를 수정하는 목표치 수정부를 갖는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 4의 특징은, 상기 냉각수 사용 상황 예측부는, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 상기 냉각수의 사용 수량과 시간 변화의 조작 정보를 입력하고, 그 조작 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 직접적 사용 상황 예측부를 갖는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 5의 특징은, 상기 냉각수 사용 상황 예측부는, 과거에 냉각한 압연재의 속성 정보와, 과거에 냉각한 압연재의 사용 상황을 대응시킨 참조 테이블을 기억하여 두고, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 속성 정보를 입력하고, 그 속성 정보에 의거하여, 상기 참조 테이블을 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 간접적 사용 상황 예측부를 갖는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 6의 특징은, 상기 냉각수 사용 상황 예측부는, 또한, 과거에 냉각한 압연재에 관한 냉각수의 사용 상황을 입력하여 소정의 학습을 행하고, 학습 후의 상기 사용 상황을, 상기 간접적 사용 상황 예측부가 기억하고 있는 상기 참조 테이블의 과거에 냉각한 상기 압연재의 사용 상황으로서 갱신하는 사용 상황 학습부를 가지며, 상기 간접적 사용 상황 예측부는, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 속성 정보를 입력하고, 그 속성 정보에 의거하여, 상기 참조 테이블을 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 7의 특징은, 상기 냉각수 사용 상황 예측부는, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 상기 냉각수의 사용 수량과 시간 변화의 조작 정보를 입력하고, 그 조작 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 직접적 사용 상황 예측부와, 과거에 냉각한 압연재의 속성 정보와, 과거에 냉각한 압연재의 사용 상황을 대응시킨 참조 테이블을 기억하여 두고, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 속성 정보를 입력하고, 그 속성 정보에 의거하여, 상기 참조 테이블을 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 간접적 사용 상황 예측부와, 과거에 냉각한 압연재에 대한 냉각수의 사용 상황을 입력하여 소정의 학습을 행하고, 학습 후의 상기 사용 상황을, 상기 간접적 사용 상황 예측부가 기억하고 있는 상기 참조 테이블의 과거에 냉각한 상기 압연재의 사용 상황으로서 갱신하는 사용 상황 학습부를 가지며, 입력하는 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 응하여, 적응적으로 상기 직접적 사용 상황 예측부 또는 상기 간접적 사용 상황 예측부에, 상기 냉각수의 사용 상황을 예측시키는 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 8의 특징은, 상기 소정의 예측 사이클(T1)과, 소정의 예측 대상 기간(T2)과의 관계는, T1≤T2인 것에 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 제 9의 특징은, 상기 소정의 제약 조건이란, 상기 탱크 내의 보유 수량 또는 수위 레벨의 상하한치, 펌프부를 구성하는 펌프의 운전 대수의 최소치 또는 펌프를 구동하는 전동기의 운전 출력의 최소치중 적어도 하나인 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 방법의 특징은, 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌리는 압연 라인에서의 물 분사 제어 방법으로서, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 스텝과, 예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 스텝과, 예측된 상기 펌프부의 운전 조건에 의거하여, 상기 펌프부가 상기 예측 대상 기간(T2) 내에 운전한 경우에 있어서의 사용 에너지량을 계산하는 스텝과, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측된 상기 펌프부의 운전 조건을 변경하여 복수의 상기 사용 에너지량을 계산시키고, 계산된 복수의 상기 사용 에너지량 중, 최적의 사용 에너지량을 구하는 스텝과, 최적의 사용 에너지량이 되는 상기 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여, 상기 펌프를 구동하는 스텝을 구비하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 프로그램의 특징은, 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌릴 때에, 컴퓨터가 실행하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 프로그램으로서, 상기 컴퓨터에, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 스텝과, 예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 스텝과, 예측된 상기 펌프부의 운전 조건에 의거하여, 상기 펌프부가 상기 예측 대상 기간(T2) 내에 운전한 경우에 있어서의 사용 에너지량을 계산하는 스텝과, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측된 상기 펌프부의 운전 조건을 변경하여 복수의 상기 사용 에너지량을 계산시키고, 계산된 복수의 상기 사용 에너지량 중, 최적의 사용 에너지량을 구하는 스텝과, 최적의 사용 에너지량이 되는 상기 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여, 상기 펌프를 구동하는 스텝을 실행시키는 것에 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 상황을 예측함과 함께, 펌프부의 운전 조건을 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하고, 사용 에너지량이 최소가 되는 등, 최적이 되는 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여 펌프부의 운전을 제어하도록 하였기 때문에, 소정의 제약 조건을 충족시킨 다음, 펌프부를 효율 좋게 운전하여 냉각수를 탱크에 되돌릴 수 있다. 이에 의해, 냉각수를 탱크에 되돌리는 펌프부의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다.
도 1은 열간 압연 라인에서의 냉각수의 순환 및 냉각수 처리 설비의 개요를 설명하기 위한 설명도.
도 2는 ROT에서의 냉각수의 순환 및 냉각수 처리 설비의 개요를 설명하기 위한 설명도.
도 3은 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 구성예를 도시하는 블록도.
도 4a는 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 동작의 한 예를 도시하는 플로 차트.
도 4b는 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 동작의 한 예를 도시하는 플로 차트.
도 5는 펌프를 복수대 운전한 경우에 있어서의 펌프 특성 곡선과 배관 저항 곡선과의 관계의 한 예를 도시하는 설명도.
도 6은 펌프를 1대 운전한 경우에 있어서의 펌프 특성과 전동기 출력과의 관계의 한 예를 도시하는 설명도.
도 7은 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치에 의한 제어의 한 예를 도시하는 설명도.
도 8은 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 동작의 다른 예를 도시하는 플로 차트.
도 9는 본 발명에 관한 제 2의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 냉각수 사용 상황 예측부의 구성예를 도시하는 블록도.
도 10은 본 발명에 관한 제 2의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 냉각수 사용 상황 예측부의 예측 방법의 한 예를 도시하는 설명도.
도 11은 본 발명에 관한 제 3의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 냉각수 사용 상황 예측부의 구성예를 도시하는 블록도.
도 12는 본 발명에 관한 제 4의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 냉각수 사용 상황 예측부의 구성예를 도시하는 블록도.
도 13은 본 발명에 관한 제 5의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치의 구성예를 도시하는 블록도.
도 14는 본 발명에 관한 제 5의 실시 형태의 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치에 의한 목표치의 수정의 한 예를 도시하는 설명도.
<제 1의 실시 형태>
이하, 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치에 관해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 하기에 설명한 실시 형태는, 어디까지나 본 발명을 실시하기 위한 한 형태이고, 본 발명이 하기한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 실시 형태를 적절히 변경하는 것이 가능하다.
우선, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 냉각 대상이 되는, 압연 라인의 한 예부터 설명한다.
≪압연 라인의 한 예≫
도 1은, 압연 라인의 한 예로서, 열간 박판 압연 라인의 개략의 구성과, 그곳에서 사용되는 냉각수의 흐름을 도시하는 설명도이다.
본 실시 형태에서는, 압연 라인으로서, 열간 박판 압연 라인을 한 예로 설명하지만, 본 발명에서는, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌리는 압연 라인이라면, 후판 압연 라인이나, 냉간 압연 라인 등의 압연 라인을 대상으로 하여도 물론 좋다.
우선, 열간 박판 압연 라인의 개략의 구성을 설명한다.
도 1에 도시하는 열간 박판 압연 라인은, 슬래브라고 불리는 직방체형상의 철강 재료 등인 압연재를 가열로(1)에서 1200℃ 정도로 가열하고, 조압연기(2)에서 여러 패스의 압연을 시행하여, 두께 30 내지 40㎜ 정도의 바로 한다. 그 후, 사상압연기(3)에서, 그 바를, 제품 두께 1.2 내지 12㎜ 정도로 압연한다. 그 후, Run out Table(이하, ROT라고 약칭한다)(4)에서, 권취기(5)의 앞(前)에서 500 내지 700℃ 정도의 권취 온도가 되도록 냉각되고, 최종적으로 권취기(5)에서 권취되어, 제품 코일이 된다. 또한, 슬래브라고 불리는 철강 재료는, 압연의 각 공정을 경유할 때마다, 바, 코일 등으로 호칭 방법이 변하지만, 여기서는 압연재라는 호칭으로 통일하기로 한다.
열간 박판 압연 라인은, 크게 나누면, 상기한 바와 같이, 가열로(1), 조압연기(2), 사상압연기(3), ROT(4), 권취기(5)라는 설비로 구성된다. 물론 그 밖의 설비도 있지만, 냉각수의 흐름의 양을 고려하는데는, 이들의 중요한 설비만을 대상으로 하여도 관계없다.
다음에, 열간 박판 압연 라인에서 사용되는 냉각수의 흐름 등을 설명한다.
도 1에서, 조압연기(2), 사상압연기(3)에서는, 각각, 롤(2a, 3a)의 냉각을 위해 압연기용 탱크(6a)의 냉각수(간접수)가 사용되고, 또한 압연재의 표면의 산화막을 제거하는 스케일 브레이커(6)에서도, 냉각수가 사용된다. 또한, 사상압연기(3)에서는, 압연 스탠드(3b) 사이에 압연재에 냉각수(직접수)를 분사하여 냉각하는 스프레이(3c)가 설치되어 있다.
또한, 사상압연기(3)의 최종 압연 스탠드(3b)를 나온 압연재는, ROT(4)에 운반된다. ROT(4)에서는, ROT용 탱크(6b)로부터의 냉각수에 의해, 권취기(5)에서 소망하는 권취 온도가 되도록 제어된다.
이와 같이, 롤(2a, 3a)이나 압연재 등의 냉각을 위해, 압연기용 탱크(6a)나, ROT용 탱크(6b)에 축적된 냉각수가 사용된다.
롤(2a, 3a)나 압연재 등의 냉각에 사용된 냉각수는, 철분이나 기름, 티끌 등이 포함될 우려가 있고, 또한 온도가 높게 되어 있기 때문에, 증발분을 제외하고, 배관(도시 생략) 등을 경유하여 회수되어, 주지의 정화·냉각 프로세스가 행하여지는 정화·냉각 장치(7a)에 보내진다. 그 때, 필요하면, 냉각탑(도시 생략) 등을 경유하여 상온으로 되돌려진다.
그리고, 회수된 사용 후의 냉각수는, 정화·냉각 장치(7a)로부터 전동기(8b)에 의해 구동되는 펌프(8a)에 의해 냉각수 피트(7b)에 모아진다. 이 냉각수의 경로는, 길고, 시간도 걸리고, 또한 정화·냉각 장치(7a)나 냉각탑(도시 생략)의 용량은, 매우 크다. 그 때문에, 정화·냉각 장치(7a)로부터 냉각수 피트(7b)에 충분한 냉각수가 공급되어 있다고 생각할 수 있다.
그런데, 열간 박판 압연 라인에서는, ROT(4)에 물 분사되는 냉각수가 가장 많기 때문, 도 1에 도시하는 바와 같이, ROT(4)에서 사용하는 냉각수 전용의 ROT용 탱크(6b)를, 압연기용 탱크(6a)와 독립하여 마련하는 것이 일반적이다.
이 때문에, 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 에너지 절약을 검토하는데는, ROT(4) 주위의 냉각수계를 최적화하는 것이 중요하고, 본 실시 형태에서는, ROT(4) 주위의 냉각수계를 최적화하는 예에 관해 설명한다. 또한, ROT(4) 이외의, 조압연기(2), 사상압연기(3), 스케일 브레이커(6)에 관해서도 마찬가지로 생각할 수 있다.
도 2는, 도 1에 도시하는 ROT(4) 주위의 냉각수의 흐름을 개략적으로 도시하는 설명도이다.
또한, 정화·냉각 장치(7a)나 냉각탑(도시 생략)의 용량은, 매우 크고, 또한, 정화·냉각 장치(7a)와 냉각수 피트(7b)와의 사이에서는, 그다지 고저차도 없고, 펌프(8a)를 구동하는 전동기(8b)의 전력이나 부하는 고려할 필요가 없기 때문에, 도 2에서는, 정화·냉각 장치(7a) 등을 생략하여 나타내고 있다.
도 2에서는, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량은, CW[㎥], 단위시간당의 오버플로 유량은, QOVF[㎥/h]로 하고 있다.
또한, ROT용 탱크(6b)에서의 단위시간당의 토출 유량은, QOT[㎥/h]이다. 또한, 단위시간당의 유입 유량은, QIT[㎥/h]이다. 이들의 유량에, 시간을 곱하면, ROT용 탱크(6b)에서의 냉각수의 토출 수량(사용 수량)이나 유입 수량(물 분사 수량)을 계산할 수 있다.
마찬가지로, 도 2에서, 펌프(9a)의 단위시간당의 토출 유량은, QOPP[㎥/h]이다. 토출 유량(QOPP)[㎥/h]에 시간을 곱하면, 펌프(9a)에서의 냉각수의 토출 수량을 계산할 수 있다.
도 1에서도 설명한 바와 같이, ROT(4)에 사용된 냉각수는, 회수되어, 최종적으로 냉각수 피트(7b)에 모아지고, 전동기(9b)에 의해 구동되는 펌프(9a)에 의해, 냉각수 피트(7b)로부터 퍼 올려져서, ROT용 탱크(6b)에 유입 유량(QIT)[㎥/h]으로 되돌아온다. 그리고, ROT용 탱크(6b)에 축적된 냉각수는, 필요에 응하여, 토출 유량(QOT)[㎥/h]으로, ROT(4)에 공급되고, 압연재 등의 냉각에 사용되고, 사용 후에 재차 회수되어, 냉각수 피트(7b)에 모아진다라는 일련의 프로세스를 반복한다.
또한, 펌프(9a)는, 큰 유량이 필요한 경우는, 도 2에 도시하는 바와 같이 병렬로 복수대 나열되고, 전동기(9b)에 의해 병렬 운전된다. 또한, 큰 양정(H)이 필요한 경우는, 도시는 하지 않지만, 펌프(9a)를 직렬로 나열하고, 전동기(9b)에 의해 직렬 운전한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 펌프(9a)와, 전동기(9b) 등의 냉각수를 탱크에 되돌리기 위한 물 분사 설비를 통합하여 펌프부(9)라고 총칭하기로 한다.
≪제 1의 실시 형태의 구성≫
다음에, 본 발명의 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이후의 설명의 대상은, 도 1 및 도 2에 도시하는 열간 박판 압연 라인으로 하지만, 후판 압연 라인, 냉간 압연의 라인, 또한 알루미늄이나 구리의 압연 라인 등, 다른 형태의 압연 라인에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
도 3은, 본 발명에 관한 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)의 구성예를, 온도 제어 장치(100)와 함께 도시하는 블록도이다.
도 3에서, 이 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)는, 냉각수 사용 상황 예측부(11)와, 제약 내 운전 조건 예측부(12)와, 사용 에너지량 계산부(13)와, 최적화부(14)와, 펌프부 운전 제어부(15)를 가지며, 온도 제어 장치(100)로부터의 압연재의 냉각에 관련되는 조작 정보 등의 정보에 의거하여, 최적의 운전 조건으로 펌프부(9)를 구성하는, 펌프(9a)나 전동기(9b)의 운전을 제어하여, ROT용 탱크(6b)에 냉각수를 되돌리도록 구성되어 있다.
여기서, 냉각수 사용 상황 예측부(11)는, 온도 제어 장치(100)로부터의 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 ROT(4)에서 사용되는 냉각수의 사용 상황을 예측하는 것으로, 직접적 사용 상황 예측부(111)를 갖는다.
직접적 사용 상황 예측부(111)는, 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 후술하는 바와 같이, 예를 들면, 온도 제어 장치(100)로부터 현재, ROT(4)에서 현재 냉각하고 있는 압연재에 사용하고 있는 냉각수의 실제의 단위시간당의 사용 수량(실적치)[㎥/h]나, 그 사용 타이밍이나 사용 시간 등의 시간 변화의 조작 정보(직접 정보)를 수취하고, 그 조작 정보(직접 정보)에 의거하여 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 ROT(4)에서 사용되는 냉각수의 사용 상황, 즉 ROT용 탱크(6b)에 되돌리는 냉각수의 물 분사 상황을 예측하고 있다.
즉, 냉각수 사용 상황 예측부(11)는, 예를 들면, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 ROT용 탱크(6b)로부터 토출되는 냉각수의 단위시간당의 토출 수량이나, 그 사용 타이밍이나 사용 시간 등의 시간 변화 등의 냉각수의 사용 상황이라도 좋고, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 펌프(9a)에 의해 ROT용 탱크(6b)에 되돌아오는 냉각수의 단위시간당의 유입 수량(물 분사량)이나, 그 사용 타이밍이나 사용 시간 등의 시간 변화의 냉각수의 사용 상황의 어느 것을 예측하도록 하여도 좋다.
이것은, ROT용 탱크(6b)에서의 냉각수의 저장 용량을 일정하게 유지한다는 관점에서 보면, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량과, 펌프부에 의해 탱크에 되돌리는 냉각수의 유입 유량은 동등하고, 또는 안전의 점에서 다소의 오버플로를 고려하여, ROT용 탱크(6b)에의 냉각수의 유입 유량은 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량 이상의 관계를 유지한다고 하여도, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량이나, 펌프부(9)에 의해, ROT용 탱크(6b)에 되돌리는 냉각수의 유입 유량의 어느 한쪽을 예측하면, 다른쪽을 간단하게 구할 수 있기 때문이다.
또한, 냉각수의 사용 상황으로서, 또한, 냉각수의 단위시간당의 토출 수량이나 유입 수량(물 분사량)의 사용 시간의 변화의 기울기나 변화율 등을 예측하도록 하여도 물론 좋다.
또한, 제약 내 운전 조건 예측부(12)는, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 의해 예측된 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측 대상 기간(T2) 내에서의 펌프부(9)의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 것으로, 여기서는, 운전 조건 예측부(121)와, 운전 조건 수정부(122)를 갖는다.
운전 조건 예측부(121)는, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 의해 예측된 ROT(4)에서 사용되는 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측 대상 기간(T2) 내에 필요하게 되는 펌프부(9)의 운전 조건, 예를 들면, 펌프부(9)를 구성하는 하나 또는 복수대의 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 대수나 운전 출력 등을 예측하는 것이다.
운전 조건 수정부(122)는, 운전 조건 예측부(121)에 의해 예측된 펌프부(9)의 운전 조건이, 압연 라인에서의 소정의 제약 조건을 충족시키는지의 여부를 판정하고, 펌프부(9)의 운전 조건이 그 제약 조건을 벗어난 경우만, 그 제약 조건을 충족시키도록 펌프부(9)의 운전 조건을 수정하는 것이다. 그리고, 압연 라인에서의 소정의 제약 조건에 관해 후술한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제약 내 운전 조건 예측부(12)를 상기한 바와 같이 운전 조건 예측부(121)와 운전 조건 수정부(122)로 나누고 있지만, 본 발명에서는, 제약 내 운전 조건 예측부(12)를 운전 조건 예측부(121)와 운전 조건 수정부(122)로 나누지 않고, 제약 내 운전 조건 예측부(12)가, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 의해 예측된 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측 대상 기간(T2) 내에서의 펌프부(9)의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하도록 하여도 물론 좋다.
사용 에너지량 계산부(13)는, 운전 조건 수정부(122)를 통한 펌프부(9)의 운전 조건에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 펌프부(9)에 사용되는 사용 에너지량, 예를 들면, 펌프부(9)를 구성하는 하나 또는 복수대의 펌프(9a)의 대수나, 그 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 대수나 운전 출력 등을 실현하기 위해 필요한 사용 에너지량을 계산하는 것이다.
최적화부(14)는, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 운전 조건 예측부(121)에 의해 예측된 상술한 바와 같은 펌프부(9)의 운전 조건을 변경하여 운전 조건 수정부(122)를 통하여 사용 에너지량 계산부(13)에 주고, 사용 에너지량 계산부(13)에 복수의 사용 에너지량을 계산시키고, 계산된 복수의 사용 에너지량 중, 최적의, 예를 들면, 사용 에너지량이 최소가 되는 사용 에너지량을 구하는 것이다.
펌프부 운전 제어부(15)는, 최적화부(14)에 의해 구하여진 소정의 제약 조건을 충족시키는 최적의 펌프부(9)의 운전 조건을 목표치로 하여, 펌프부(9)의 운전을 제어하는 것이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 온도 제어 장치(100)는, 권취기(5)의 온도를 제어 대상으로 하여, ROT용 탱크(6b)에서의 토출 밸브(도시 생략) 등의 개폐 등을 조작하여, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황을 조정하는 장치로 하고 있다. 이 때문에, 이 제 1의 실시 형태에서는, 온도 제어 장치(100)는, 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 예를 들면, ROT(4)에서 현재 냉각하고 있는 압연재에 사용하고 있는 냉각수의 단위시간당의 사용 수량과, 그 사용 타이밍, 사용 시간 등을 포함하는 사용 수량의 시간 변화 등의 조작 정보를, 제 1의 실시 형태의 물 분사 제어 장치(10)에 출력한다. 또한, 조작 정보로서는, 권취기(5)의 온도에 의거하여, 가끔 시시각각 변화하는, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황을 예측할 수 있는 것이면, ROT(4)에서 현재 냉각하고 있는 압연재에 사용하고 있는 냉각수의 단위시간당의 사용 수량과, 그 사용 타이밍, 사용 시간 등을 포함하는 시간 변화 등의 조작 정보로 한하지 않고, 이들 이외의 조작 정보라도 좋다.
≪제 1의 실시 형태의 동작≫
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)의 동작에 관해, 플로 차트를 참조하여 설명한다.
도 4a, 도 4b는, 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)의 동작의 한 예를 도시하는 플로 차트이다.
도 4a, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)에서는, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 스텝 420 내지 500의 처리를 반복하여 행한다.
(1) 소정의 예측 사이클(T1)과, 소정의 예측 대상 기간(T2)의 설정(스텝 410)
우선, 최적화부(14)는, 소정의 예측 사이클(T1)과, 소정의 예측 대상 기간(T2)을, 냉각수 사용 상황 예측부(11)나 운전 조건 예측부(121) 등에 대해 설정한다(스텝 410).
또한, 소정의 예측 사이클(T1)과, 소정의 예측 대상 기간(T2)이 고정치인 경우에는, 이 스텝 410의 처리는 생략하고, 미리 냉각수 사용 상황 예측부(11)나 운전 조건 예측부(121) 등에 설정되어 있는 것으로 하여도 좋다. 또한, 최적화부(14) 자신이 아니라, 다른 냉각수 사용 상황 예측부(11)나 운전 조건 예측부(121)가 독자적으로 설정하도록 하여도 물론 좋다.
여기서, 소정의 예측 사이클(T1)이란, 사용 수량이나 운전 조건의 예측을 반복하는 시간 간격(주기)인 것이고, 예를 들면, 0.5시간이라고 한다. 또한, 소정의 예측 대상 기간(T2)이란, 사용 수량이나 운전 조건의 예측을 행하는 대상 기간인 것이고, 예를 들면, 2시간이나 3시간이라고 한다. 또한, 이들은 한 예이고, 이것으로 한정되는 것이 아니다.
또한, 제 1의 실시 형태에서는, 예측 대상 기간(T2)을 비켜 놓는 소정의 예측 사이클(T1)과, 예측 대상 기간(T2)과의 관계는, T1≤T2, 즉 예측 대상 기간(T2)을 소정의 예측 사이클(T1) 이상으로 하고 있다.
이것은, T1≤T2로 함에 의해, 예측을 하지 않는 기간이 없어질 뿐만 아니라, 예측 대상 기간(T2)이라는 보다 긴 예측 대상 기간에서 예측하면서, 예측 대상 기간(T2)보다 짧은 예측 사이클(T1)마다 계산함에 의해, 예측 결과를 최신 정보에 의해 갱신하기 쉽게 하기 위해서다. 단, 본 발명에서는, 예측 사이클(T1)과 예측 대상 기간(T2)은, T1≤T2의 관계로 한정되는 것은 아니고, T1>T2이라도 좋고, 또한, 쌍방 모두, 소정의 고정치가 아니라, 적응적인 가변의 설정치로 하여도 좋다.
또한, 소정의 예측 사이클(T1)과, 소정의 예측 대상 기간(T2)은, 고정치라도, 적응적인 가변치라도 어느것이라도 좋다. 즉, 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)의 설정 방법은, 본 발명을 실시하는 계산기 등의 하드웨어의 처리 능력이나, 압연 조업의 상태에도 의존하기 때문에, 본 실시 형태에서는, 최적화부(14) 등이, 예를 들면, 이하의 (i) 내지 (ⅳ)와 같은 설정 방법중에서 하나를 선택하는 것으로 한다.
(i) 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)을 일정치로서 설정한다.
(ⅱ) 소정의 예측 사이클(T1)을 가변으로 하여, 온도 제어 장치(100)로부터의 정보가 갱신될 때마다 직접적 사용 상황 예측부(121)가 기동되기 때문에, 소정의 예측 사이클(T1)의 상하한치를 마련하고 그 범위 내에서 예측 사이클(T1)을 설정함과 함께, 소정의 예측 대상 기간(T2)은 일정치로서 설정한다.
(ⅲ) 소정의 예측 사이클(T1)을 가변으로 하여, 온도 제어 장치(100)로부터의 정보가 갱신될 때마다 직접적 사용 상황 예측부(121)가 기동되기 때문에, 소정의 예측 사이클(T1)의 상하한치를 마련하고, 그 범위 내에서 예측 사이클(T1)을 설정함과 함께, 소정의 예측 대상 기간(T2)도 가변으로 하여, 소정의 예측 사이클(T1)의 값의 대소에 응하여 바꾸지만, 소정의 예측 대상 기간(T2)의 상하한치를 마련하고 그 범위 내에서 설정한다.
(ⅳ) 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)을 가변으로 하고, 압연의 간격 또는 물 분사 제어 장치의 가동 간격이 긴 때는, 그에 응하여 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)도 길게 설정하고, 압연의 간격 또는 물 분사 제어 장치의 가동 간격이 짧은 때는, 그에 응하여 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)도 짧게 설정한다. 단, 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)에, 각각의 상하한치를 마련하고, 그 범위 내에서 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)을 설정한다.
여기서, 소정의 예측 사이클(T1)을 가변으로 하는 것이 유리한 이유에 관해 설명한다. 예를 들면, 소정의 예측 사이클(T1)의 시간을 일정치로 고정하는 일 없이, 직접적 사용 상황 예측부(111)에는, 온도 제어 장치(100)로부터 몇회의 제어 연산마다 사용 수량 등의 조작 정보가 갱신되어 입력되고 있기 때문에, 그 조작 정보의 입력 타이밍을 소정의 예측 사이클(T1)로 한다. 그러면, 본 실시 형태에서는, 사용 수량 등의 조작 정보의 입력마다 예측 대상 기간(T2)을 비켜 놓고 예측을 행하는 것이 되기 때문에, 최신의 사용 수량 등의 조작 정보에 의거하여 항상 최적의 예측을 실행할 수 있기 때문이다.
또한, 소정의 예측 대상 기간(T2)을 가변으로 하는 것이 유리한 이유에 대해서도 설명한다. 압연의 간격이나 물 분사 제어 장치의 가동 간격이 크게 열려 있을 때에, 소정의 예측 대상 기간(T2)을 일정한 미세한 값으로 하는 것은, 예측 계산 부하를 쓸데없이 늘리는 것이 될지도 모른기 때문에, 압연의 간격이나 물 분사 제어 장치의 가동 간격에 응하여 소정의 예측 대상 기간(T2)을 가변으로 함에 의해, 예측 계산 부하를 가볍게 할 수 있다.
또한, 소정의 예측 대상 기간(T2)을 일정치로 하는 것이 유리한 이유로서, 예측 계산기 능력이 한정되어 있는 경우에, 소정의 예측 대상 기간(T2)을 가변으로 하면, 연산 처리시간이 길어지고, 처리 능력이 따라잡지 못하는일 있고, 이러한 사태를 피하기 위해서다. 또한, 연속주조 설비와 직결한 압연 라인인 경우, 슬래브가 공급되는 시간 간격이 거의 일정하기 때문에, 소정의 예측 사이클(T1)이나 소정의 예측 대상 기간(T2)을 가변으로 하는 메리트는 적기 때문에, 이와 같은 경우에는, 소정의 예측 사이클(T1)이나 소정의 예측 대상 기간(T2)을 고정치로 한다.
이와 같이, 여러가지의 조건에 의해, 최적의, 소정의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)의 선택방식은 다르기 때문에, 최적화부(14) 등은, 여러가지의 조건에 의거하여 최적의 예측 사이클(T1) 및 예측 대상 기간(T2)을 선택한다. 그 때, 소정의 예측 사이클(T1) 또는 소정의 예측 대상 기간(T2)을 가변으로 하는 경우에는, 상하한치를 마련하도록 하면 좋다.
(2) 사용 상황의 예측(스텝 420)
다음에, 냉각수 사용 상황 예측부(11)는, 온도 제어 장치(100)로부터 주어지는 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 ROT용 탱크(6b)로부터 토출되어 사용되는 냉각수의 사용 상황을 예측한다(스텝 420).
여기서, ROT용 탱크(6b)에서 냉각수의 오버플로가 발생하지 않는다고 하면, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 ROT용 탱크(6b)로부터 토출되어 사용되는 냉각수의 사용 상황을 예측하는 것은, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 펌프(9a)에 의해 ROT용 탱크(6b)에 물 분사되는 냉각수의 사용 상황을 예측하는 것과 같게 된다.
여기서, 온도 제어 장치(100)는, 예를 들면, 도 1에 도시하는 ROT(4)에서의 냉각을 상정하고 있고, 권취기(5)의 온도를 제어 대상으로 하고 있다. 그 때문에, 온도 제어 장치(100)는, 권취기(5) 앞에 설정된 온도계(도시 생략)의 측정치가 소망하는 목표 온도가 되도록, ROT용 탱크(6b)의 토출 밸브(도시 생략) 등의 개폐를 조작하여, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황을 조정하고 있다. 또한, 온도 제어 장치(100)는, 도 1에 도시하는 사상압연기(3)의 온도를 제어 대상으로 하는 경우에는, 사상압연기(3)의 사상 출측에 설치된 온도계(도시 생략)의 측정치가 소망하는 목표 온도로 하도록 사상압연기(3) 내의 스탠드 사이 냉각수나 압연 속도를 조정하게 된다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 설명의 편의상, 한 예로서, 온도 제어 장치(100)는, 도 2에 도시하는 ROT(4)에서의 냉각을 상정하고, 권취기(5)의 온도를 제어 대상으로 하여, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황을 제어하는 것으로 하여 설명한다.
여기서, 이 온도 제어 장치(100)는, ROT(4)상에 계속해서 운반되어 냉각되는 압연재마다, 단위시간당 어느 정도의 사용 수량의 냉각수를, 어느 타이밍에서, 어느 정도의 시간 사용하는지 등의 직접적인 조작 정보를 사전에 알고 있고, 이들의 직접적인 조작 정보를, 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 출력한다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 온도 제어 장치(100)는, 냉각 대상의 압연재에 대해, 몇회, 사용 수량의 계산을 하고 있고, 그때마다, 냉각수의 사용 상황의 계산(예측) 결과를, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 출력하는 것으로 한다.
예를 들면, 온도 제어 장치(100)는, 냉각 대상인 압연재가 아직 가열로(1)(도 1 참조) 중에 있는 경우에 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량을 계산하고(1회째), 사상압연기(3)(도 1 참조)의 입측에 설치된 온도계(도시 생략)로 압연재의 온도를 측정한 때에도 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량을 계산하고(2회째), 또한 사상압연기(3)(도 1 참조)의 최상류 스탠드에 압연재가 물려들어간 때에도 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량을 계산하고(3회째), 최종적으로는, 사상압연기(3)의 출측에 마련된 온도계로 전체 길이에 걸쳐서 온도를 측정하고, 그 측정 온도를 기초로, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량을 계산하여 구하고 있다(최종회).
온도 제어 장치(100)는, 1회째로부터 회수를 거칠 때마다, 보다 고정밀도로 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량을 계산하여 구하고 있다.
그 때문에, 본 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(11)에서는, 온도 제어 장치(100)가 각 계산 타이밍에서 계산한 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보를, 각 계산회째에 출력하는 경우에는, 가장 고정밀도가 되는 계산 회수가 늦은 때의 조작 정보에 의거하여, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황을 예측한다.
(3) 펌프부(9)의 운전 조건의 예측(스텝 430)
스텝 420의 처리에 의해, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 의해 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황이 예측되면, 다음에, 운전 조건 예측부(121)는, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 의해 예측된 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 예측 대상 기간(T2) 내에서 필요한 펌프부(9)의 운전 조건을 예측하고, 그 예측 결과를 운전 조건 수정부(122)에 출력한다(스텝 430).
여기서, 펌프부(9)의 운전 조건이란, ROT용 탱크(6b)의 물 분사에 필요한 펌프(9a)의 대수나, 펌프(9a)를 운전하는 전동기(9b)의 운전 대수, 그 전동기(9b)의 운전 출력(소비 전력)인 것이다.
또한, 운전 조건 예측부(121)에 의한, 소정의 예측 사이클(T1)마다의, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황에 의거한 펌프부(9)의 운전 조건의 예측 방법에 관해서는, 후술한다.
(4) 펌프부(9)의 운전 조건의 수정(스텝 440)
운전 조건 예측부(121)에 의해, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 상황에 의거한 펌프부(9)의 운전 조건이 예측되면, 운전 조건 수정부(122)는, 운전 조건 예측부(121)에 의해 예측된 펌프부(9)의 운전 조건이 소정의 제약 조건을 충족시키는지의 여부를 판정하고, 펌프부(9)의 운전 조건이 제약 조건을 벗어난 경우만, 해당 제약 조건을 충족시키도록 펌프부(9)의 운전 조건을 수정하고, 사용 에너지량 계산부(13)에 출력한다(스텝 440).
이것은, 펌프(9a)나, 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b) 등의 펌프부(9)를 포함하는 물 분사 설비에는, 많은 제약 조건이 있고, 운전 조건 예측부(121)가 예측한 펌프부(9)의 운전 조건이 제약 조건을 벗어나고 있던 경우에는, 제약 조건 내로 들어가도록 펌프부(9)의 운전 조건을 수정하지 않면, 물 분사 설비가 고장나거나, 물 분사에 지장을 초래하기 때문이다.
여기서, 제약 조건으로서는, 예를 들면, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량 또는 수위 레벨이 하한치보다 내려가지 않는 것이 있다. 이것은, 높은 곳에 있는 ROT용 탱크(6b)로부터 냉각수를 ROT(4)에 공급하는 경우, 어느 정도의 압력을 갖고서 냉각수를 압연재에 물 분사할 필요가 있기 때문이다. 즉, 수100℃로부터 1000℃ 근처의 압연재의 표면에 물 분사하면, 이른바 비등막(沸騰膜)이 생겨서, 냉각을 저해하기 때문에, 어느 정도의 압력을 갖고서 이 비등막을 깨뜨려, 냉각 능력을 높일 것이 필요하고, 압력을 유지하기 위해서는, ROT용 탱크(6b) 내의 수위를 일정 이상 확보하여 둘 필요가 있기 때문이다.
또한, 펌프(9a)에 요구되는 것은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 토출 유량(QOPP)[㎥/h]뿐만 아니라, 고소에 냉각수를 들어올리는 양정(H)의 성능도 있다. 그 때문에, 제약 조건의 하나로서, 필요한 양정(H)을 확보하기 위해, 펌프(9a)의 운전 대수의 최소치나, 펌프(9a)를 운전하는 전동기(9b)의 출력의 최소치를 제약 조건으로 하여도 좋다.
또한, 펌프(9a)의 운전 대수를 0으로 하여 버리면, 배관(도시 생략)이나 펌프(9a) 중에 냉각수가 전혀 없어져 버려서, 펌프(9a)를 재기동할 때에, 공전(空轉)하여, 펌프(9a)나 전동기(9b)를 망가트리거나, 이음(異音)이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 제약 조건의 하나로서, 예를 들면, 항상 1대의 펌프(9a)는 운전하여 두고, 배관(도시 생략)이나 펌프 내에 물을 확보하는 것을 제약 조건으로 하여도 좋다.
운전 조건 수정부(122)에서는, 이들의 제약 조건을 고려하여, 운전 조건 예측부(121)가 소정의 예측 사이클(T1)마다 예측한 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 필요하게 되는 펌프부(9)의 운전 조건이 이들의 제약 조건을 벗어나지 않도록 제약을 걸고, 벗어난 경우에는 제약 조건 내로 들어가도록 적절히 수정한다.
그 한편으로, 운전 조건 예측부(121)에 의해 예측된 펌프부(9)의 운전 조건이 제약 조건을 벗어나지 않은 경우는, 운전 조건 수정부(122)는, 운전 조건 예측부(121)에 의해 예측된 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 요구되는 펌프부(9)의 운전 조건인, 펌프(9a)의 운전 대수이나 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 출력(소비 전력) 등을, 수정하지 않고 그대로 사용 에너지량 계산부(13)에 출력한다.
또한, 제약 내 운전 조건 예측부(12)를 운전 조건 예측부(121)와 운전 조건 수정부(122)로 나누지 않고, 제약 내 운전 조건 예측부(12)가, 냉각수 사용 상황 예측부(11)에 의해 예측된 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측 대상 기간(T2) 내에서의 펌프부(9)의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하도록 한 경우에는, 스텝 430의 펌프부의 운전 조건 예측 처리와, 스텝 440의 펌프부의 운전 조건의 수정 처리는, 하나의 스텝에서 실행된 것으로 된다.
(5) 사용 에너지량이 최적이 되는 펌프부의 운전 조건의 선택(스텝 450 내지 495)
그리고, 사용 에너지량 계산부(13)는, 운전 조건 수정부(122)를 통하여, 운전 조건 예측부(121)로부터 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 필요하게 되는 펌프부(9)의 운전 조건인, 펌프(9a)의 운전 대수나 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 출력(소비 전력)의 예측 결과를 입력하면, 그 예측 결과인 펌프부(9)의 운전 조건을 실현하기 위해 필요한 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 사용 에너지량을 계산하고, 최적화부(14)에 출력한다(스텝 450).
여기서, 사용 에너지량 계산부(13)는, 사용 에너지량 계산할 때, 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 효율이나, 인버터 구동이 가능하였는지의 여부 등도 고려한 다음, 전원측에서 주는 사용 에너지량, 즉 전력량을 계산한다.
그러면, 최적화부(14)는, 우선, 펌프부(9)의 운전 조건의 변경 회수를 확인하고, 펌프부(9)의 운전 조건의 변경 회수가 소정 회수 이내인지의 여부를 판정한다(스텝 460). 또한, 변경 회수는, 본 장치의 처리 능력, 계산 능력, 나아가서는, 소정의 예측 사이클(T1)이나 예측 대상 기간(T2) 등도 고려하여, 5회나, 10회 등으로 임의의 값을 설정할 수 있다.
여기서, 최적화부(14)는, 펌프부(9)의 운전 조건의 변경 회수가 소정 회수를 초과한 경우에는(스텝 460 "Yes"), 지금까지 펌프부(9)의 운전 조건을 변경시켜 사용 에너지량 계산부(13)에 계산시킨 사용 에너지량 중, 최적, 즉 최소의 사용 에너지량이 되는 펌프부(9)의 운전 조건을, 목표치로 하여, 펌프부 운전 제어부(15)에 준다(스텝 490).
이에 대해, 최적화부(14)는, 펌프부(9)의 운전 조건의 변경 회수가 소정 회수 이내인 경우에는(스텝 460 "Yes"), 스텝 470 이후의 처리에 의해, 사용 에너지량 계산부(13)에서의 금회의 사용 에너지량의 계산 결과와, 전회의 사용 에너지량의 계산 결과와의 비교 처리로 이행한다.
즉, 최적화부(14)는, 사용 에너지량 계산부(13)에 의해 금회 계산된 사용 에너지량을 기억하고, 우선은, 금회 계산한 사용 에너지량과, 전회 계산하고 기억한 펌프부(9)의 운전 조건이 약간 다른 사용 에너지량을 비교하고, 금회 계산한 사용 에너지량이 전회 계산한 사용 에너지량보다 감소하였는지의 여부를 판정한다(스텝 470).
여기서, 최적화부(14)는, 금회 계산한 사용 에너지량이 전회 계산한 사용 에너지량보다 감소하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 470 "No"), 다시 펌프부(9)의 운전 조건인, 펌프(9a)의 운전 대수나 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 출력(소비 전력)을 약간 바꾸고(스텝 475), 재차, 사용 에너지량 계산부(13)에 그 펌프부(9)의 운전 조건에 필요한 사용 에너지량을 계산시키고(스텝 450), 그 이후의 처리를 실행한다.
그 한편으로, 최적화부(14)는, 금회 계산한 사용 에너지량이 전회 계산한 사용 에너지량보다 감소하고 있다고 판정한 경우(스텝 470 "Yes"), 다시, 금회 계산한 사용 에너지량으로부터 전회 계산한 사용 에너지량을 감산한 감소량이 충분히 작은지의 여부를 판정한다(스텝 480).
여기서, 최적화부(14)는, 전회 계산한 사용 에너지량으로부터의 감소량이 충분히 작지 않다고 판정한 경우는(스텝 480 "No"), 스텝 470에서 "No"라고 판정한 경우와 마찬가지로, 다시 펌프부(9)의 운전 조건을 약간 바꾸고(스텝 475), 스텝 450의 처리로 되돌아와, 이 이후의 처리를 실행한다.
이에 대해, 최적화부(14)는, 금회 계산한 사용 에너지량이 전회 계산한 사용 에너지량보다 감소하고 있고(스텝 470 "Yes"), 또한, 금회 계산한 사용 에너지량으로부터 전회 계산한 사용 에너지량을 감산한 감소량이 충분히 작다고 판정한 경우에는(스텝 480 "Yes"), 금회 계산한 사용 에너지량이 되는 펌프부(9)의 운전 조건을, 목표치로서 펌프부 운전 제어부(15)에 준다(스텝 485).
(6) 목표치에 의거한 펌프부(9)의 운전(스텝 495)
펌프부 운전 제어부(15)는, 최적화부(14)에서의 스텝 485 또는 스텝 490의 처리에 의해, 사용 에너지량이 최소 등의 최적의 펌프부(9)의 운전 조건이 목표치로서 주어지면, 이 목표치에 따라 펌프(9a)나 전동기(9b)를 선택하여 제어하고, 펌프(9a)를 운전한다(스텝 495).
(7) 소정의 예측 사이클(T1)이 경과하였다는 판정(스텝 500)
그리고, 최적화부(14)는, 소정의 예측 사이클(T1)이 경과하였는지의 여부를 판정하고(스텝 500), 소정의 예측 사이클(T1)이 경과한 경우에는(스텝 500 "Yes"), 스텝 420의 처리로 되돌아와, 스텝 420 내지 스텝 500의 처리를 반복시킨다.
이상과 같이, 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 펌프 구동 장치에서는, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 이상 설명하는 스텝 420 내지 500의 처리를 반복함에 의해, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 ROT(4)에서 사용되는 냉각수의 사용 상황이나, 펌프부의 운전 조건을 예측하고, 예측한 운전 조건이 제약 조건을 벗어나면 수정하고, 예측한 펌프부의 운전 조건을 조금씩 변경하면서 사용 에너지량이 최소가 되는 등이 최적의 펌프부의 운전 조건을 목표치로서 설정하고, 펌프부(9)의 운전을 제어하고 있다.
이에 의해, 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 펌프 구동 장치에서는, 펌프부(9)를 구성하는 펌프(9a)나, 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b) 등을, 압연 라인에서의 소정의 제약 조건을 충족시킨 다음, 효율 좋게 운전할 수 있다.
그 결과, 압연 라인에서의 펌프부(9)의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다.
≪펌프부(9)의 운전 조건의 예측 방법의 한 예≫
다음에, 운전 조건 예측부(121)에서의 펌프부(9)의 운전 조건의 예측 방법의 한 예를, 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는, 펌프(9a)를 1대 내지 5대 병렬 운전하는 경우에 있어서의 펌프(9a)의 토출 유량(QOPP)[㎥/h]과, 펌프(9a)의 양정[m]과의 관계를 나타내는 특성 곡선과, 펌프(9a)에 연결된 배관(도시 생략)의 저항 곡선을 도시하는 설명도이다.
도 5에서는, 횡축에 펌프(9a)의 토출 유량(QOPP)[㎥/h]를 취하고, 종축에 펌프(9a)의 양정[m]을 취하고 있다.
펌프(9a)의 운전을 대수마다 행하는 경우는, 펌프 1대, 2대, …, 5대 운전의 특성 곡선(510 내지 550)과, 배관 저항 곡선(560)의 교점이 운전점이 된다.
예를 들면, 펌프(9a)를 4대로 운전하는 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 4대로 운전의 경우의 특성 곡선(540)과, 배관 저항 곡선(560)과의 교점이 운전점이 되고, 토출 유량(QOPP)[㎥/h]은 약 9200[㎥/h], 양정은 약 25[m]가 된다.
여기서, 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)를 인버터 구동하는 경우는, 배관 저항 곡선상에서 연속적인 토출 유량, 양정의 변경이 가능해진다. 예를 들면, 4대의 펌프(9a)에 플러스하여, 5대째의 펌프(9a)만을 95% 출력으로 인버터 구동에 의해 운전하는 경우에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 4대+95% 운전의 특성 곡선(570)과, 배관 저항 곡선(560)과의 교점이 운전점이 되고, 토출 유량은 약 9600[㎥/h], 양정은 26[m]가 된다.
이와 같이, 펌프(9a)를 복수대 병렬 운전하는 경우에는, 펌프(9a)의 토출 유량(QOPP)[㎥/h]과, 펌프(9a)의 양정[m]은, 배관 저항 곡선(560)에 의해 정하여진다.
도 6은, 1대의 펌프(9a)의 펌프 특성과, 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 출력의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 6에서는, 횡축에 펌프(9a)의 토출 유량(QOPP)[㎥/h]을 취하고, 종축에 펌프(9a)의 전(全)양정[m]을 취하고 있고, 전동기 출력-토출 유량 곡선(610)과, 전양정-토출 유량 곡선(620)을 나타내고 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 펌프(9a)의 1대당의 부담하여야 할 토출 유량(QOPP)[㎥/h]이 정해지면, 전동기 출력-토출 유량 곡선(610)에 따라, 그것을 구동하는 전동기(9b)의 출력[㎾]을 구할 수 있다.
그리고, 전동기(9b)의 출력이 정해지면, 그 출력을 얻기 위한 인버터 출력, 인버터에의 입력 전력이 구하여진다. 또한, 인버터 구동이 아닌 경우에는, 전동기(9b)의 출력을 정하면, 전동기(9b)에의 입력 전력이 구하여진다.
예를 들면, 4대의 펌프(9a)로 토출 유량을 약 9200[㎥/h], 양정을 약 25[m]로 한 경우, 1대의 펌프(9a)가 부담하여야 할 토출 유량(QOPP)[㎥/h]은, 9200[㎥/h]÷4[대]=2300[㎥/h]가 된다.
그리고, 이 도 6으로부터, 펌프 1대당의 부담해야 할 토출 유량이 2300[㎥/h]라는 것은, 인버터 구동 없음으로 한 경우, 전동기(9b)의 출력은, 전동기 출력-토출 유량 곡선(610)에 따라, 약 252[㎾]가 된다. 또한, 펌프(9a)의 1대당의 전양정[m]은, 전양정-토출 유량 곡선(620)에 따라, 토출 유량[㎥/h]이 2300[㎥/h]일 때의, 약 24[m]가 된다.
이와 같이, 1대의 펌프(9a)가 부담한 토출 유량(QOPP)[㎥/h]가 정해지면, 그 펌프(9a)의 전양정[m]과, 1대의 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 출력이 정해지고, 또한, 1대의 펌프(9a)의 전양정[m]을 정하면, 1대의 펌프(9a)가 부담하는 토출 유량(QOPP)[㎥/h]과, 1대의 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 출력이 정해지고, 또한, 1대의 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 출력이 정해지면, 1대의 펌프(9a)가 부담하는 토출 유량(QOPP)[㎥/h]과, 그 펌프(9a)의 전양정[m]이 정해지게 된다.
그 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 냉각수 피트(7b)로부터 ROT용 탱크(6b)까지의 양정(H)[m]이나, 냉각수 피트(7b)로부터 ROT용 탱크(6b)까지의 배관(도시 생략)의 관지름 등이, 고정으로 정하여져 있는 경우에는, 운전 조건 예측부(121)는, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 도 5에 도시하는 펌프 특정 곡선과 배관 저항 곡선과의 관계도나, 도 6에 도시하는 펌프 특성과 전동기 출력과의 관계도 등에 따라, 몇 대의 펌프(9a)에 의해 운전할 필요가 있는지, 그 경우에 펌프(9a)를 직렬 접속하는지, 병렬 접속하는지, 전동기(9b)의 출력이 어느 정도가 되는지 등의 펌프부(9)의 운전 조건을 예측할 수 있다.
≪소정의 예측 사이클(T1)마다 펌프(9a)의 운전 대수의 예측을 변경하는 한 예≫
다음에, 운전 조건 예측부(121)가, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 도 5에 도시하는 펌프 특정 곡선(1 내지 5대 운전)과 배관 저항 곡선과의 관계도나, 도 6에 도시하는 펌프 특성과 전동기 출력과의 관계도 등에 따라, 펌프(9a)의 운전 대수의 예측을 변경한 한 예를, 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은, 도 2에 도시하는 ROT(4)에서의 냉각수의 순환에 있어서, 운전 조건 예측부(121)가, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 펌프(9a)의 운전 대수의 예측을 변경한 한 예를 도시하는 설명도이다.
도 7으로는, 횡축에 시간(time)[s]을 취하고, 종축에는,
(i) ROT용 탱크(6b)의 저장 용량치(CW)[㎥]의 상한치(CW UL)[㎥],
(ⅱ) ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]의 하한치(CW LL)[㎥],
(ⅲ) 펌프부(9)의 운전 조건의 지령치(펌프(9a)의 운전 대수의 지령치(PREF)[대수],
(ⅳ) ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h],
(v) ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h],
를 취하고 있다.
그리고, 도 7에서, 절선(710)은 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량치(CW)[㎥], 절선(720)은 펌프부(9)의 운전 조건의 지령치(펌프(9a)의 운전 대수의 지령치(PREF)[대수], 절선(730)은 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h], 절선(740)은 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]의 변화를 나타내고 있다.
여기서, 상기 (ⅲ)에 나타내는 최적화부(14)가 펌프부 운전 제어부(15)에 대해 지시하는 펌프부(9)의 운전 조건의 지령치(목표치)는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 펌프(9a)의 운전 대수의 지령치(PREF)[대수]로 하고 있지만, 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 출력 등을 넣어도 물론 좋다.
또한, 상기 (ⅳ)에 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]는, 운전 조건 예측부(121)가, 소정의 예측 사이클(T1)마다 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서 예측하는 값이다.
또한, 상기 (v)에 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]는, 온도 제어 장치(100)가 조작하고 있는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]이다.
또한, 도 7에서, i번 시간 윈도우란, 시점(t1)부터 시작되는 예측 사이클(T1)로 하는 소정의 예측 대상 기간(T2)이고, 시점(t1 내지 t7)까지의 기간이다. 또한, i+1번 시간 윈도우는, 시점(t3)부터 시작되는 예측 사이클(T1)로 하는 소정의 예측 대상 기간(T2)이고, 시점(t3 내지 t11)까지의 기간이다. 또한, 도 7에서는, 소정의 예측 대상 기간(T2)은, 소정의 예측 사이클(T1)의 개략 2배로 하고 있다.
다음에, 도 7을 참조하여, 본 장치의 동작을 설명한다. 시점(t2 내지 t3)의 구간에서는, 절선(710)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 감소하고 있다. 이것은, 온도 제어 장치(100)의 조작에 의해, 절선(720)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]가 증가하고, 압연재를 냉각하고 있기 때문이다. 또한, 이 토출 유량(QOT)[㎥/H]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]에 응하여, 냉각수 사용 상황 예측부(11)가 예측하는, 절선(730)에 의해 나타내는 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]도 증가하게 된다.
또한, 도 7에서의 t3 내지 t5의 구간은, 압연재의 냉각이 끝나고, 다음의 압연재가 오기 까지의 사이이고, 절선(740)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]가 감소하고, 그 토출 유량(QOT)[㎥/h]에 응하여, 냉각수 사용 상황 예측부(11)가 예측하는, 절선(730)에 의해 나타내는 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)도 감소하고 있다.
즉, 도 7에서, 절선(710)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량치(CW)[㎥]가 하강하면, ROT용 탱크(6b)로부터 ROT(4)에 냉각수가 공급되고 있다는 것이므로, 온도 제어 장치(100)가 조작하고 있는 절선(730)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]는 상승하고, 운전 조건 예측부(121)가 예측한 절선(740)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]도 그것에 따라 상승하고, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량치(CW)[㎥]가 상승하면, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/]도, 그 예측치(QO TPRD)[㎥/h]도 그것에 따라 하강한다.
따라서 시점(t1 내지 t7)의 사이의 i번 시간 윈도우에서는, 최적화부(14)가, 이들의 운전 조건 예측부(121)의 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]에 의거하여, 펌프부(9)의 운전 조건으로서, 펌프(9a)의 운전 대수의 지령치(PREF)[대수]를, 예를 들면, 2대로 예측한 것으로 한다.
다음에, 시점(t1)부터 소정의 예측 사이클(T1)이 경과하고, 시점(t3)이 되어, i+1번 시간 윈도우의 예측 타이밍이 도래하면, i번 시간 윈도우에서의 예측의 경우와 마찬가지로, 운전 조건 예측부(121)는, 온도 제어 장치(100)가 조작하고 있는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]에 따라, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]를 예측한다.
그 때, 예를 들면, 압연이 빨라져서 ROT(4)에서의 냉각이 빨리 필요하게 되고, 온도 제어 장치(100)는, 절선(740)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]를, 시점(t5)의 타이밍에서 갑자기 증가시키는 것으로 한다.
그러면, 운전 조건 예측부(121)는, i번째의 예측 대상 기간(T2)인 i번 시간 윈도우에서는, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]를, 실선의 절선(730)으로 나타내는 바와 같이 예측하고 있었지만, 온도 제어 장치(100)로부터의 ROT(4)에서의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보의 변경을 입력하여, i+1번 시간 윈도우에서는, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]의 급증에 응하여, 파선의 절선(750)으로 나타내는 바와 같이 예측한다.
즉, 운전 조건 예측부(121)는, i번째의 예측 대상 기간(T2)인 i번 시간 윈도우에서는, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]를, 실선의 절선(730)에 나타내는 바와 같이 시점(t6)부터 증가시키려고 예측하고 있지만, i+1번 시간 윈도우에서는, 시점(t5)에서의 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 실적치(QOT ACT)[㎥/h]의 급증에 맞추어서, 파선의 절선(750)에 나타내는 바와 같이 시점(t5)부터 증가시키도록 예측을 변경한다.
그러면, 최적화부(14)는, 이들의 운전 조건 예측부(121)의 ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 유량(QOT)[㎥/h]의 예측치(QO TPRD)[㎥/h]에 의거하여, 시점(t1)의 타이밍에서, i번 시간 윈도우에서 펌프(9a)의 운전 대수를, 실선의 절선(720)에 나타내는 바와 같이 2대로 예측하고 있었는데, 시점(t3)의 타이밍에서는, i+1번 시간 윈도우에서 펌프(9a)의 운전 대수를, 파선의 절선(760)로 나타내는 바와 같이 3대로 예측하고 목표치를 변경한다.
이에 의해, 펌프부 운전 제어부(15)는, i+1번 시간 윈도우에서는, 펌프(9a)의 운전 대수가 3대 등의, 펌프부(9)의 운전 조건의 목표치에 의거하여, 펌프부(9)의 운전을 제어한다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]에는, 하한치(CW LL)[㎥]와, 상한치(CW UL)[㎥]가 있고, 오버플로의 구조, 즉 오버플로 유량(QOVF)[㎥/h]의 발생에 의해, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 상한치(CW UL)[㎥]를 초과하는 일은 없다.
이들의 변수의 관계를 나타내면, 다음 식 1로 표시할 수 있다.
Figure pct00001
… (식 1)
또한, 상기 식 1에서, CW(0)는, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW(t))의 초기치이고, 기호 (t)는, 그 변수가 시간(t)의 함수, 즉 시간(t)에 의해 변화하는 변수인 것을 나타내고 있다.
최적화부(14)가 실현해야 할 것은, 상기한 바와 같은 ROT용 탱크(6b)를 중심으로 한 냉각수의 수지(收支)를 예측하고, 펌프부(9)의 운전을 제어하고 나서, 전동기(9b)의 소비 에너지를 최소화하는 것이다.
이 때, 최적화부(14)는, 최소의 소비 에너지량을 구하는 대상 기간을 매우 긴 시간으로 하면, 최소의 소비 에너지를 발견하기 위한 계산 시간이 매우 길게 걸린다.
이 때문에, 최적화부(14)는, 냉각수 사용 상황 예측부(11)나 제약 내 운전 조건 예측부(12)가 소정의 예측 사이클(T1)마다 예측한 예측 대상 기간(T2) 중에서 소비 에너지를 최소화한다.
이에 의해, 최적화부(14)는, 이 예측 대상 기간(T2)을 소정의 예측 사이클(T1)씩 비켜 놓음에 의해, 시간 변화에 대응한다.
이와 같이, 제 1의 실시 형태에서는, 냉각수 사용 상황 예측부(11)는, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2)에서의 냉각수의 사용 상황인, ROT용 탱크(6b)로부터의 토출 수량 또는 ROT용 탱크(6b)에의 유입 수량과 그 시간 변화 등을 예측하고, 운전 조건 예측부(121)는, 그 소정의 예측 대상 기간(T2)에서의 토출 수량 또는 ROT용 탱크(6b)에의 유입 수량과 그 시간 변화 등의 예측치에 의거하여, 펌프부(9)의 운전 조건을 예측하고, 운전 조건 수정부(122)는, 예측된 펌프부(9)의 운전 조건이 소정의 제약 조건을 벗어나면, 제약 조건을 충족시키도록 수정하고, 사용 에너지량 계산부(13)가, 그 펌프부(9)의 운전 조건에 의거하여 사용 에너지량을 계산한다.
그리고, 최적화부(14)는, 예측한 펌프부의 운전 조건을 약간 변경시키고, 몇가지의 펌프부(9)의 운전 조건으로, 사용 에너지량 계산부(13)에 사용 에너지량을 계산시키고, 최적의, 예를 들면, 최소의 사용 에너지량이 될 때의 펌프부(9)의 운전 조건을 선택하고, 목표치로서 펌프부 운전 제어부(15)에 보낸다.
예를 들면, 냉각수 피트(7b)로부터 ROT용 탱크(6b)까지 요구되는 양정(H)(도 2 참조)과, ROT용 탱크(6b)에의 유입 유량(QIT)[㎥/h] 또는 펌프(9a)의 토출 유량(QOPP)[㎥/h](도 2 참조)을 일정하게 하면, 도 5의 곳에서 설명한 바와 같이, 필요해지는 펌프(9a)의 운전 대수를 연속량이 아닌 이산적인 양으로서 구해지기 때문에, 최적화부(14)는, 필요하게 되는 펌프(9a)의 운전 대수를, 펌프부(9)의 운전 조건을 구할 수 있다.
또한, 펌프(9a)의 토출 유량(QOPP)[㎥/h](도 2 참조)이 정해지면, 도 6의 곳에서 설명한 바와 같이, 전동기(9b)의 출력이 구해지기 때문에, 사용 에너지량 계산부(13)는, 소정의 예측 대상 기간(T2)에서의 소비 에너지량(전력량)을 구할 수 있다.
또한, 도 7에서는, 설명의 편의상, 펌프부(9)의 운전 조건으로서, 펌프(9a) 또는 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 대수를 변경하는 것으로 하고 있지만, 전동기(9b)가 인버터 등에 의해 구동되고 있는 경우에는, 전동기(9b)의 출력을 연속적으로 변경할 수 있기 때문에, ROT용 탱크(6b)에의 유입 유량(QITREF)[㎥/h]도 연속적으로 변경할 수 있다.
이 경우, 최적화부(14)는, 시행착오적으로 많은 운전 조건에서 사용 에너지량을 반복하여 계산시켜도 좋고, 나아가서는, 주지의 뉴톤-랍손법이나, 최급강하법 등을 적용하여, 소비 에너지량이 최소가 되는 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 출력을 구할 수 있다.
따라서 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)에 의하면, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 상황을 예측하는 냉각수 사용 상황 예측부(11)와, 예측된 냉각수의 사용 상황에 의거하여 예측 대상 기간(T2) 내에서 필요한 펌프부(9)의 운전 조건을 예측하는 운전 조건 예측부(121)와, 예측된 펌프부(9)의 운전 조건이 압연 라인에서의 제약 조건을 벗어난 경우에 수정하는 운전 조건 수정부(122)와, 운전 조건 수정부(122)를 통한 펌프부(9)의 운전 조건에 의거하여, 예측 대상 기간(T2) 내에서의 펌프부(9)의 사용 에너지량을 계산하는 사용 에너지량 계산부(13)와, 예측된 펌프부(9)의 운전 조건을 변경하여 계산시킨 복수의 사용 에너지량 중 최적의 사용 에너지량을 구하는 최적화부(14)와, 최적화부(14)에 의해 구하여진 최적의 사용 에너지량이 되는 펌프부(9)의 운전 조건을 목표치로 하여 펌프부(9)의 운전을 제어하는 펌프부 운전 제어부(15)를 구비하였기 때문에, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 압연 라인에서의 제약 조건을 확보하면서, 펌프부(9)를 효율 좋게 운전할 수 있다.
이에 의해, 압연 라인에서의 펌프부(9)의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다.
또한, 제 1의 실시 형태의 설명에서는, 도 4a, 도 4b에 도시하는 플로 차트에 따라 동작하는 것으로 하여 설명하였지만, 예를 들면, 도 4b에 도시하는 플로 차트로부터 스텝 470, 스텝 480, 스텝 485의 처리를 생략한 도 8에 도시하는 플로 차트에 따라 동작하도록 하여도 좋다.
<<제 2의 실시 형태>>
다음에, 본 발명의 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)에 관해 설명한다.
본 발명의 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)는, 온도 제어 장치(100)로부터, ROT(4)상에 운반되고, 앞으로 냉각되는 압연재에 대한 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 직접적인 조작 정보는 얻어지지 않고, 앞으로 냉각되는 압연재의 두께나 폭 등의 제품 사이즈, 강종, 품종, 재료의 길이, 압연재의 속도, 전단(前段)에서 식히는지, 후단에서 식히는지 등의 물 분사 패턴, 피드백 제어를 행하는지의 여부 등의 제어 패턴 등의 속성 정보(간접 정보)를 얻고, 이들의 속성 정보(간접 정보)에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 상황이나 펌프부의 운전 조건을 예측하여, 최적의 펌프부의 운전 조건을 목표로서 설정하여 구동하는 것이다.
또한, 상술한 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)는, 냉각수 사용 상황 예측부에서 예측 방법이 다른 것뿐이기 때문에, 제 2의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부에 관해서만 설명한다.
도 9는, 제 2의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(21)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 9에서, 제 2의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(21)는, 간접적 사용 상황 예측부(211)를 갖고 있다.
간접적 사용 상황 예측부(211)는, 온도 제어 장치(100)로부터 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보를 얻을 수가 없는 경우에 사용되는 것이다.
이 경우, 온도 제어 장치(100)는, 최저한, ROT(4)상에 운반되어 냉각되는 압연재에 대해, 압연재의 두께나 폭 등의 제품 사이즈, 강종, 품종, 재료의 길이, 압연재의 속도, 전단에서 식히는지, 후단에서 식히는지 등의 물 분사 패턴, 피드백 제어를 행하는지의 여부 등의 제어 패턴 등의 속성 정보(간접 정보)를 갖고 있고, 간접적 사용 상황 예측부(211)는, 이들의 속성 정보를, 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서 입수하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 상황, 즉 냉각수의 사용 수량과 그 시간 변화 등을 예측한다.
구체적으로는, 간접적 사용 상황 예측부(211)는, 온도 제어 장치(100)로부터의 이들의 속성 정보와, 과거에 냉각한 압연재에 관한 같어 속성 정보나, 과거에 냉각한 압연재에 관해 예측한 ROT용 탱크(6b)로부터의 냉각수의 토출 수량이나 실제의 사용 수량 등의 정보로부터, 다음에 ROT(4)상에 운반되어 냉각되는 압연재에 대해, 또한 다음다음에 ROT(4)상에 운반되어 냉각되는 압연재 등에 대해, 어느 정도의 사용 수량이 ROT용 탱크(6b)의 물 분사에 필요한지를 예측한다.
그 때문에, 간접적 사용 상황 예측부(211)는, 예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 과거에 냉각한 압연재 등의 강종마다, 제품 판두께나, 전량, 판폭, 목표 권취 온도, 압연재의 속도(도시 생략) 등의 속성 정보(간접 정보)에 의해 구분한 참조 테이블(211n)(n은 자연수)을 가지며, 그 각 참조 테이블(211n)의 하나 하나의 구분에, 예를 들면, 사용 수량(W)과, 압연재의 전량(L)[m]과 사용 수량(W)[㎥]에 의해 정규화한 사용 패턴(k)을, 냉각수의 사용 상황으로서 기억하고 있다.
여기서, 간접적 사용 상황 예측부(211)는, 예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 사용 패턴(k)으로서, 횡축을 압연재의 전체 길이(L)[m]에 의해 1.0로 정규화하고, 종축을 사용 수량(W)의 최대치를 1.0으로서 정규화하여, 절선으로 근사(近似)한다.
그리고, 간접적 사용 상황 예측부(211)는, 온도 제어 장치(100)로부터 다음에 ROT(4)에 운반되는 압연재의 전량이나, 판두께, 판폭, 강종, 목표 권취 온도, 압연재의 속도 등에 속성 정보를 입수하여, 기억하고 있는 참조 테이블(211n)을 참조하여, 다음에 오는 압연재의 속성 정보에 합치하는 구분의 사용 수량(W)[㎥]과, 정규화한 사용 패턴(k)을 취출하고, 다음에 오는 압연재의 전량(L)[m]도 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 실제의 사용 상황을 예측한다.
즉, 간접적 사용 상황 예측부(211)는, 압연재의 전체 길이(L)[m]의 정보는, 온도 제어 장치(100)에 의해 주어지기 때문에, 정규화된 사용 패턴(k)을 참조함에 의해, 횡축을 압연재의 전체 길이(L)[m]로 변환할 수 있고, 사용 패턴의 구분에 기재된 사용 수량(W)[㎥]을, 정규화된 종축의 값에 곱함으로써, 사용 수량의 절대치를 알다.
따라서 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)에 의하면, 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)와 마찬가지로, 압연 라인에서의 제약 조건을 확보하면서, 펌프부(9)를 효율 좋게 운전할 수 있고, 압연 라인에서의 펌프부(9)의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다.
특히, 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)에서는, 간접적 사용 상황 예측부(211)에 의해, 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 압연재의 두께나 폭 등의 제품 사이즈, 강종, 품종, 재료의 길이, 제어 패턴 등의 속성 정보(간접 정보)에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 사용된 냉각수의 사용 상황을 예측하도록 하였기 때문에, 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 직접적인 조작 정보(직접 정보)를 입수할 수 없는 경우에도, 속성 정보(간접 정보)에 의거하여 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 사용되는 냉각수의 사용 상황을 예측할 수 있다.
<<제 3의 실시 형태>>
다음에, 본 발명의 제 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(30)에 관해 설명한다.
본 발명의 제 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(30)는, 상술한 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)에서의 간접적 사용 상황 예측부(311)가 기억하는 각 참조 테이블(211n)의 구분중의 사용 수량의 값을, 학습하여 가도록 한 것이다. 이 때문에, 상술한 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)의 구성을 전제로 하고 있기 때문에, 제 3의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부에 관해서만 설명한다.
도 11은, 제 3의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(31)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 11에서, 제 3의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(31)는, 제 2의 실시 형태의 간접적 사용 상황 예측부(211)와 같은 간접적 사용 상황 예측부(311)와, 사용 상황 학습부(312)를 갖고 있고, 제 2의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(21)에 대해, 사용 수량의 학습 기능을 추가한 것이다.
즉, 간접적 사용 상황 예측부(311)는, 제 2의 실시 형태의 간접적 사용 상황 예측부(211)와 마찬가지로, 온도 제어 장치(100)로부터 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, ROT(4)에서의 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보를 얻을 수가 없는 경우에, 온도 제어 장치(100)로부터의 속성 정보와, 과거에 냉각한 압연재에 관한 같은 속성 정보나, 과거에 냉각한 압연재에 관해 예측한 냉각수의 토출 수량이나 실제의 사용 수량 등의 정보로부터, 다음에 ROT(4)상에 운반되어 냉각되는 압연재에 대해, 어느 정도의 사용 수량이 ROT용 탱크(6b)의 물 분사에 필요한지를 예측한다.
그 때, 제 3의 실시 형태에서는, 사용 상황 학습부(312)는, 온도 제어 장치(100)로부터 과거에 냉각한 압연재에 사용한 냉각수의 사용 상황의 실적치를 입력하여 학습하고, 간접적 사용 상황 예측부(311)가 해당하는 참조 테이블(211n)의 각 구분중의 사용 수량(W)의 값으로서 설정한다.
즉, 사용 상황 학습부(312)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 온도 제어 장치(100)로부터 과거에 냉각한 압연재의 사용 수량과, 그 압연재의 판두께, 판폭, 강종, 목표 권취 온도를 입력하여, 그 압연재의 판두께, 판폭, 강종, 목표 권취 온도가 합치하는 구분에 관해, 예를 들면, 다음 식 2에 의해 사용 수량을 학습한다.
(학습 후의 사용 수량)=K·(사용 수량 실적치)+(1-K)·(학습 전의 참조 테이블 구분 격납치) … (식 2)
여기서, K는 학습 게인이다.
사용 상황 학습부(312)는, 상기 식 2에 의해 학습 후의 사용 수량을, 같은 구분에 격납해야 할 사용 수량(W)의 값으로 하여, 참조 테이블(211n)을 갱신한다. 또한, 사용 상황 학습부(312)는, 참조 테이블(211n)에서의 정규화된 사용 패턴(k)도, 절선 중의 각 절점(折点)의 횡축, 종축의 위치를, 사용 수량의 실적치를 사용하고, 상기 식 2와 마찬가지로 학습하여 갱신하도록 하여도 좋다.
이와 같이, 본 실시 형태의 사용 상황 학습부(312)는, 온도 제어 장치(100)로부터 얻은 과거에 냉각한 압연재에 관한 냉각수의 실제의 사용 수량(W)이나 사용 패턴(k) 등을 입력하여, 간접적 사용 상황 예측부(311)가 기억하는 참조 테이블(211n)의 각 구분중의 사용 수량(W)이나 사용 패턴(k)을 학습하여 갱신하여 가는 것이 가능해진다.
따라서 제 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(30)에 의하면, 제 1, 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10, 20)와 마찬가지로, 압연 라인에서의 제약 조건을 확보하면서, 펌프부(9)를 효율 좋게 운전할 수 있고, 압연 라인에서의 펌프부(9)의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 제 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(30)에서는, 제 2의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(20)와 마찬가지로, 간접적 사용 상황 예측부(211)에 의해, 압연재의 속성 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 사용되는 냉각수의 사용 상황을 예측하도록 하였기 때문에, 현재 냉각하고 있는 압연재에 관한 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 직접적인 조작 정보(직접 정보)를 입수할 수 없는 경우에도, 현재 냉각하고 있는 압연재에 관한 소정의 예측 대상 기간(T2)에서의 냉각수의 사용 상황을 예측할 수 있다.
특히, 제 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(30)에서는, 냉각수 사용 상황 예측부(31)에, 사용 상황 학습부(312)를 마련하고 있고, 사용 상황 학습부(312)는, 온도 제어 장치(100)로부터 얻은 과거에 냉각한 압연재에 관한 냉각수의 실제의 사용 수량이나 사용 패턴 등의 사용 상황을 학습하여, 간접적 사용 상황 예측부(311)가 해당하는 참조 테이블 구분중의 사용 수량 등의 값으로서 설정하도록 하였기 때문에, 학습이 진행됨에 따라, 보다 정확한 사용 수량이나 사용 패턴 등이 간접적 사용 상황 예측부(311)가 해당하는 참조 테이블의 구분 중에 설정되어 가게 된다. 이에 의해, 온도 제어 장치(100)로부터 현재 냉각하고 있는 압연재에 관한 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보(직접 정보)를 얻을 수가 없고, 간접적 사용 상황 예측부(311)가 온도 제어 장치(100)로부터 얻은 속성 정보(간접 정보)와 참조 테이블에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 사용 상황을 예측하는 경우에도, 보다 정확한 사용 상황을 예측하는 것이 가능해진다.
≪제 4의 실시 형태≫
다음에, 본 발명의 제 4의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치에 관해 설명한다. 또한, 상술한 제 1 내지 제 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치와는, 냉각수 사용 상황 예측부에서의 예측 방법이 다를 뿐이기 때문에, 제 4의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부에 관해서만 설명한다.
도 12는, 제 4의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(41)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 제 4의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(41)는, 도 3에 도시하는 제 4의 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(11)의 직접적 사용 상황 예측부(111)와, 도 11에 도시하는 제 3의 실시 형태의 간접적 사용 상황 예측부(311)와, 사용 상황 학습부(312)를 갖는 것이다. 또한, 이 도 12에 도시하는 간접적 사용 상황 예측부(311)는, 도 9에 도시하는 제 2의 실시 형태의 간접적 사용 상황 예측부(211)와 마찬가지로, 사용 상황 학습부(312)를 사용하지 않고 사용 상황을 예측하도록 하여도 좋다.
그리고, 본 실시 형태의 냉각수 사용 상황 예측부(41)에서는, 온도 제어 장치(100)로부터 현재 냉각하고 있는 압연재에 관한 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보(직접 정보)를 얻을 수 있는 경우에는, 직접적 사용 상황 예측부(111)가 제 1의 실시 형태와 마찬가지로, 그 조작 정보(직접 정보)에 의거하여 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 냉각수의 사용 상황을 예측한다.
이에 대해, 온도 제어 장치(100)로부터 현재 냉각하고 있는 압연재에 관한 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보(직접 정보)를 얻을 수가 없는 경우는, 간접적 사용 상황 예측부(211)가 제 2, 제 3의 실시 형태와 마찬가지로, 온도 제어 장치(100) 등으로부터 압연재의 두께나 폭 등의 제품 사이즈, 강종, 품종, 재료의 길이, 제어 패턴 등의 속성 정보(간접 정보)를 입수하여, 이들의 속성 정보(간접 정보)에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 사용된 냉각수의 사용 상황을 예측한다.
따라서 제 4의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치에 의하면, 제 1 내지 3의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치와 마찬가지로, 압연 라인에서의 제약 조건을 확보하면서, 펌프부(9)를 효율 좋게 운전할 수 있고, 압연 라인에서의 펌프부(9)의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다.
특히, 제 4의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(40)에서는, 냉각수 사용 상황 예측부(41)가 제 1의 실시 형태의 직접적 사용 상황 예측부(111)와, 제 3의 실시 형태의 간접적 사용 상황 예측부(311) 및 사용 상황 학습부(312)를 갖기 때문에, 온도 제어 장치(100) 등으로부터 현재 냉각하고 있는 압연재에 관한 사용 수량이나 그 시간 변화 등의 조작 정보(직접 정보)를 얻을 수 있는 경우에도, 또는 그러한 조작 정보(직접 정보)를 얻을 수가 없고, 압연재의 두께나 폭 등의 제품 사이즈, 강종, 품종, 재료의 길이, 제어 패턴 등의 속성 정보(간접 정보)밖에 얻어지지 않는 경우에도, 적응적으로 대응하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에 사용되는 냉각수의 사용 상황을 예측할 수 있다.
≪제 5의 실시 형태≫
다음에, 본 발명의 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)에 관해 설명한다.
냉각수의 사용 상황을 정확하게 예측하는 것은 매우 어렵고, 예를 들면, 압연재가 ROT(4)상에 나오는 타이밍이 어긋나거나, 온도 제어 장치(100)에서의 권취기(5)의 온도 제어할 때의 피드백 제어에 의해, 냉각수의 사용 상황이 변화하는 경우가 있다. 그 때문에, 사용 상황의 예측치와, 실적치와의 사이에 오차가 생기는 경우가 있고, 그 오차에 의해 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하여, 압연 라인에서의 제약 조건을 벗어나는 경우가 일어날 수 있다.
그래서, 본 발명의 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치에서는, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하는 등, 각종 상태량이 변화하고, 압연 라인에서의 소정의 제약 조건을 벗어나는 경우에는, 최적화부(14)가 펌프부 운전 제어부(15)에 대해 설정한 펌프부(9)의 운전 조건의 목표치를, 직접 수정할 수 있도록 한 것이다.
도 13은, 본 발명의 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 13에서, 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)는, 도 3에 도시하는 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)의 구성에 추가하여, 제약 조건 감시부(17)와, 목표치 수정부(18)를 또한 마련한 것이다. 즉, 그 이외의 구성 요소는, 도 3에 도시하는 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)의 구성 요소와 같기 때문에, 동일 번호를 붙여서, 설명은 생략하고, 제약 조건 감시부(17)와, 목표치 수정부(18)에 대해 설명한다. 또한, 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)는, 제 1의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10)가 아니고, 제 2 내지 제 4의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 구성에 추가하여, 제약 조건 감시부(17)와, 목표치 수정부(18)를 또한 마련하도록 하여도 물론 좋다.
여기서, 제약 조건 감시부(17)는, 리얼타임으로 이 압연 라인에서의 소정의 제약 조건에 관계되는 상태량, 예를 들면, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥] 등을 검출하고, 그 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하지 않는지 등, 상태량이 제약 조건을 벗어나는지의 여부를 감시하는 것이다. 이 경우, 제약 조건으로서는, 예를 들면, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 그 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하지 않는 것이다.
목표치 수정부(18)는, 제약 조건 감시부(17)로부터 감시하고 있는 상태량이 제약 조건을 벗어났다고 감시 결과가 보내져 온 경우, 감시하고 있는 상태량이 제약 조건 내로 들어가도록, 곧바로 펌프부(9)의 운전 조건의 목표치를, 직접, 펌프부 운전 제어부(15)에 대해 수정하는 것이다.
그 때문에, 제 5의 실시 형태에서는, 펌프부 운전 제어부(15)는, 최적화부(14)에 의해 목표치로서 설정된 펌프부(9)의 운전 조건에 따라, 펌프부(9)의 운전을 제어할 뿐만 아니라, 목표치 수정부(18)에 의해 직접수정된 목표치에 따라, 펌프부(9)의 운전을 제어한다.
여기서, 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)에서는, 압연 라인에서의 소정의 제약 조건을 신속하게 달성하는 관점에서, 최적화부(14)에 의해 계산된 펌프부(9)의 운전 조건의 목표치보다도, 목표치 수정부(18)에 의해 수정된 목표치를 우선시켜서 수정하는 것으로 한다.
다음에, 그 구체예를 설명한다.
도 14는, 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)에서의 목표치 수정부(18)에 의한 목표치의 수정의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 14에서, 시점(t9)에서, 절선(710)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하였다고 한다.
그러면, 본 실시 형태에서는, 제약 조건 감시부(17)가 리얼타임으로 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥] 등의 제약 조건에 관계되는 상태량을 검출하고, 저장 용량(CW)[㎥]이 그 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하지 않는지 등을 감시하고 있기 때문에, 시점(t9)에서의 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하면, 리얼타임으로 그 감시 결과를 목표치 수정부(18)에 출력한다.
목표치 수정부(18)는, 제약 조건 감시부(17)로부터의 감시 결과에 의거하여, 감시하고 있는 상태량이 제약 조건 내로 들어가도록, 즉, 이 경우에서는 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 그 하한치(CW LL)[㎥] 이상이 되도록, 곧바로 펌프부(9)의 운전 조건인, 펌프(9a)의 운전 대수이나 펌프(9a)를 구동하는 전동기(9b)의 운전 출력(소비 전력)의 목표치를, 직접, 펌프부 운전 제어부(15)에 대해 수정한다.
여기서, 도 14에서의 절선(720)에 의해 나타내는 바와 같이, 시점(t1 내지 t7)까지의 i번 시간 윈도우, 및 시점(t3 내지 t11)까지의 i+1번 시간 윈도우에서는, 시점(t7 내지 t12)까지의 i+2번 시간 윈도우에서는, 최적화부(14)는, 펌프(9a)의 운전 대수는 2대가 최적이라고 판정하여 목표치(PREF)[대수]로서 펌프부 운전 제어부(15)에 설정하고 있던 것이라고 한다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 최적화부(14)에 의해 설정된 목표치보다도, 목표치 수정부(18)에 의해 수정된 목표치의 쪽을 우선시키기 때문에, 시점(t9)에서의 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하면, 목표치 수정부(18)는, 시점(t3 내지 t11)까지의 i+1번 시간 윈도우에서도, 절선(730)에 의해 나타내는 바와 같이, 시점(t9) 또는 그 직후로부터 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 그 하한치(CW LL)[㎥] 이상이 되도록, 목표치(지령치)(PREF)[대수]의 수정 지시로서, 펌프(9a)의 운전 대수를 2대로부터 3대로 수정한다.
이에 의해, 절선(710)에 의해 나타내는 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]은, 시점(t10)부터 계속 올라가, 곧바로 그 하한치(CW LL)[㎥] 이상이 된다.
또한, 제약 조건 감시부(17)와, 목표치 수정부(18)를 구비하고 있지 않는 상기 제 1 내지 제 4의 실시 형태의 물 분사 제어 장치(10 내지 40)에서는, 예측 사이클(T1)마다 사용 수량이나 운전 조건을 예측하고 있기 때문에, 곧바로 목표치(지령치)(PREF)[대수]를 수정하는 것이 불가능하여, 상기 제 1 내지 제 4의 실시 형태에서는, 예를 들면, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 하한치(CW LL)[㎥]를 하회하는 영향이 나오는 시점(t9) 이후에 예측 사이클(T1)이 도래한 때, 예를 들면, i+4번 시간 윈도우의 예측 사이클(T1)의 타이밍인 시점(t11)인 때에, 비로소 목표치(PREF)[대수]가 수정된다.
이에 대해, 제 5의 실시 형태의 물 분사 제어 장치(50)에서는, 시점(t9)에서 곧바로 목표치(지령치)(PREF)[대수]를 수정하고 있고, 시점(t9) 이후에 다음의 예측 사이클(T1)이 도래한 때 비로서 목표치(PREF)[대수]를 수정하는 상기 제 1 내지 제 4의 실시 형태의 물 분사 제어 장치(10 내지 40)보다도, 신속하게, 도 11의 예의 경우라면, 약 (t9 - t11)의 분만큼 빨리 제약 조건을 충족시키도록 펌프부(9)의 운전을 제어하여, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]을 상승시키고 있음을 알 수 있다.
이에 의해, 제 5의 실시 형태의 물 분사 제어 장치(50)에서는, 도 11의 예의 경우라면, 약 (t11 - t9)의 분만큼 빨리 ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 올라가게 되어, ROT용 탱크(6b)의 저장 용량(CW)[㎥]이 그 하한치(CW LL)[㎥]를 하회한다는, 제약 조건을 벗어났던 상태를, 신속하게 수복하는 것이 가능해져서, 제 1 내지 제 4의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10 내지 40)보다도, 보다 안정된 물 분사 제어 장치로 할 수 있다.
따라서 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)에 의하면, 제 1 내지 제 4의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10 내지 40)와 마찬가지로, 압연 라인에서의 제약 조건을 확보하면서, 펌프부(9)를 효율 좋게 운전할 수 있고, 압연 라인에서의 펌프부(9)의 에너지 절약, 비용 절약을 직접적으로 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다.
특히, 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(50)에서는, 제 1 내지 제 5의 실시 형태의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치(10 내지 40)의 구성에 추가하여, 제약 조건 감시부(17)와, 목표치 수정부(18)를 또한 마련하고, 최적화부(14)에 의해 펌프부 운전 제어부(15)에 목표치가 설정되어 있어도, 그 목표치보다, 제약 조건 감시부(17)와 목표치 수정부(18)에 의해 수정된 목표치의 쪽을 우선시키도록 구성하고 있기 때문에, 제약 조건을 신속하게 지키고, 보다 안정된 물 분사 제어 장치로 할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태 1 내지 5에서는, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치의 구성예를, 도 3이나 도 13 등에 도시하는 바와 같이 하드웨어적으로 설명하였지만, 본 발명에서는, 이것으로 한하지 않고, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치를, CPU와, 상기 실시 형태와 같은 동작을 실행시키는 물 분사 제어 프로그램을 기억한 기억부 등을 마련하여, 컴퓨터 장치나, 제어 장치에 의해, 소프트웨어적으로 실행하도록 구성하여도 물론 좋다.
또한, 상기 실시 형태 1 내지 5에서는, 열간 압연기를 중심으로 기재하였지만, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램은, 이것느오 한하지 않고, 마찬가지의 물 분사 설비를 갖는 다른 상태의 압연 플랜트에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
산업상의 이용의 가능성
이상과 같이, 본 발명에 관한 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램은, 제품 품질을 확보하기 위한 제어 기능에 대한 제약을 지키면서, 압연 라인의 물 분사 설비에서 쓰여지는 펌프부의 운전에 필요한 에너지를 최소화하는 것이 가능해지고, 에너지 절약, 비용 절약을 도모하는 것이 가능해지고, 압연 라인의 환경 부하를 저감할 수 있다는 효과를 가지며, 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 탱크에 되돌리는 압연 라인이라면, 열간 박판 압연 라인이나, 후판 압연 라인이나, 냉간 압연 라인 등의 압연 라인 전부가 대상이 되고, 이들의 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치, 물 분사 제어 방법, 물 분사 제어 프로그램에 대해 산업상의 이용의 가능성이 높아진다.
10, 20, 30, 40, 50 : 냉각 라인에서의 물 분사 제어 장치
11, 21, 31, 41 : 냉각수 사용 상황 예측부
111 : 직접적 사용 상황 예측부
211, 311 : 간접적 사용 상황 예측부
312 : 사용 상황 학습부
12 : 제약 내 운전 조건 예측부
121 : 운전 조건 예측부
122 : 운전 조건 수정부
13 : 사용 에너지량 계산부
14 : 최적화부
15 : 펌프부 운전 제어부
16 : 제약 조건 감시부
17 : 목표치 수정부
100 : 온도 제어 장치

Claims (11)

  1. 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌리는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치로서,
    상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 냉각수 사용 상황 예측부와,
    상기 냉각수 사용 상황 예측부에 의해 예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 제약 내 운전 조건 예측부와,
    상기 펌프부의 운전 조건에 의거하여, 상기 펌프부가 상기 예측 대상 기간(T2) 내에 운전한 경우에 있어서의 사용 에너지량을 계산하는 사용 에너지량 계산부와,
    상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 제약 내 운전 조건 예측부에 의해 예측된 상기 펌프부의 운전 조건을 변경하여 상기 사용 에너지량 계산부에 주고, 상기 사용 에너지량 계산부에 복수의 상기 사용 에너지량을 계산시키고, 상기 사용 에너지량 계산부에 의해 계산된 복수의 상기 사용 에너지량 중, 최적의 사용 에너지량을 구하는 최적화부와,
    상기 최적화부에 의해 구하여진 최적의 사용 에너지량이 되는 상기 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여, 상기 펌프부의 운전을 제어하는 펌프부 운전 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제약 내 운전 조건 예측부는,
    상기 냉각수 사용 상황 예측부에 의해 예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을 예측하는 운전 조건 예측부와,
    상기 운전 조건 예측부에 의해 예측된 상기 펌프부의 운전 조건이 소정의 제약 조건을 충족시키는지의 여부를 판정하고, 상기 펌프부의 운전 조건이 상기 제약 조건을 벗어난 경우만, 상기 제약 조건을 충족시키도록 상기 펌프부의 운전 조건을 수정하는 운전 조건 수정부를 갖는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 소정의 제약 조건에 관련되는 상기 압연 라인의 상태량을 리얼타임으로 감시하고, 상기 압연 라인의 상태량이 상기 소정의 제약 조건을 벗어나는지의 여부를 감시하는 제약 조건 감시부와,
    상기 제약 조건 감시부에 의해 상기 압연 라인의 상태량이 상기 소정의 제약 조건을 벗어났다고 판정된 경우, 상기 압연 라인의 상태량이 상기 소정의 제약 조건 내로 들어가도록, 상기 펌프부 운전 제어부의 목표치를 수정하는 목표치 수정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수 사용 상황 예측부는,
    상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 상기 냉각수의 사용 수량과 시간 변화의 조작 정보를 입력하고, 그 조작 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 직접적 사용 상황 예측부를 갖는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수 사용 상황 예측부는,
    과거에 냉각한 압연재의 속성 정보와, 과거에 냉각한 압연재의 사용 상황을 대응시킨 참조 테이블을 기억하여 두고, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 속성 정보를 입력하고, 그 속성 정보에 의거하여, 상기 참조 테이블을 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 간접적 사용 상황 예측부를 갖는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 냉각수 사용 상황 예측부는, 또한,
    과거에 냉각한 압연재에 대한 냉각수의 사용 상황을 입력하여 소정의 학습을 행하고, 학습 후의 상기 사용 상황을, 상기 간접적 사용 상황 예측부가 기억하고 있는 상기 참조 테이블의 과거에 냉각한 상기 압연재의 사용 상황으로서 갱신하는 사용 상황 학습부를 가지며,
    상기 간접적 사용 상황 예측부는,
    상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 속성 정보를 입력하고, 그 속성 정보에 의거하여, 상기 참조 테이블을 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수 사용 상황 예측부는,
    상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 상기 냉각수의 사용 수량과 시간 변화의 조작 정보를 입력하고, 그 조작 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 직접적 사용 상황 예측부와,
    과거에 냉각한 압연재의 속성 정보와, 과거에 냉각한 압연재의 사용 상황을 대응시킨 참조 테이블을 기억하여 두고, 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보로서, 현재 냉각하고 있는 압연재의 속성 정보를 입력하고, 그 속성 정보에 의거하여, 상기 참조 테이블을 참조하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 간접적 사용 상황 예측부와,
    과거에 냉각한 압연재에 대한 냉각수의 사용 상황을 입력하여 소정의 학습을 행하고, 학습 후의 상기 사용 상황을, 상기 간접적 사용 상황 예측부가 기억하고 있는 상기 참조 테이블의 과거에 냉각한 상기 압연재의 사용 상황으로서 갱신하는 사용 상황 학습부를 가지며,
    입력하는 상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 응하여, 적응적으로 상기 직접적 사용 상황 예측부 또는 상기 간접적 사용 상황 예측부에, 상기 냉각수의 사용 상황을 예측시키는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 예측 사이클(T1)과, 소정의 예측 대상 기간(T2)과의 관계는, T1≤T2인 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 제약 조건이란,
    상기 탱크 내의 보유 수량 또는 수위 레벨의 상하한치, 펌프부를 구성하는 펌프의 운전 대수의 최소치 또는 펌프를 구동하는 전동기의 운전 출력의 최소치 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 장치.
  10. 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌리는 압연 라인에서의 물 분사 제어 방법으로서,
    상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 스텝과,
    예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 스텝과,
    예측된 상기 펌프부의 운전 조건에 의거하여, 상기 펌프부가 상기 예측 대상 기간(T2) 내에 운전한 경우에 있어서의 사용 에너지량을 계산하는 스텝과,
    상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측된 상기 펌프부의 운전 조건을 변경하여 복수의 상기 사용 에너지량을 계산시키고, 계산된 복수의 상기 사용 에너지량 중, 최적의 사용 에너지량을 구하는 스텝과,
    최적의 사용 에너지량이 되는 상기 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여, 상기 펌프를 구동하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 방법.
  11. 탱크에 저장된 냉각수를 압연 라인에서의 압연재의 냉각에 사용하고, 사용 후의 상기 냉각수를 회수하여 펌프부에 의해 상기 탱크에 되돌릴 때에, 컴퓨터가 실행하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터에,
    상기 압연재의 냉각에 관련되는 정보에 의거하여, 소정의 예측 사이클(T1)마다, 소정의 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 냉각수의 사용 상황을 예측하는 스텝과,
    예측된 상기 냉각수의 사용 상황에 의거하여, 상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 상기 예측 대상 기간(T2) 내에서의 상기 펌프부의 운전 조건을, 소정의 제약 조건을 충족시키도록 예측하는 스텝과,
    상기 펌프부의 운전 조건에 의거하여, 상기 펌프부가 상기 예측 대상 기간(T2) 내에 운전한 경우에 있어서의 사용 에너지량을 계산하는 스텝과,
    상기 소정의 예측 사이클(T1)마다, 예측된 상기 펌프부의 운전 조건을 변경하여 복수의 상기 사용 에너지량을 계산시키고, 계산된 복수의 상기 사용 에너지량 중, 최적의 사용 에너지량을 구하는 스텝과,
    최적의 사용 에너지량이 되는 상기 펌프부의 운전 조건을 목표치로 하여, 상기 펌프를 구동하는 스텝을 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 압연 라인에서의 물 분사 제어 프로그램.
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