KR20200022375A - 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 관한 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치는, 열간 압연 라인 상의 복수의 디스케일링 장치에 공통 배관을 통해 고압수를 공급하는 가변속 운전이 가능한 복수의 펌프의 각각에 대하여, 운전 이력에 기초하여, 마모 정도를 예측하는 파라미터값을 계산한다. 마모 정도를 예측하는 파라미터값에는, 예를 들어 최고 속도에서의 운전 시간, 혹은, 최고 속도까지의 가속 횟수와 최고 속도로부터의 감속 횟수의 합계 횟수가 포함된다. 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 변경하는 경우, 본 발명에 관한 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치는, 복수의 펌프 사이에서의 파라미터값의 변동의 범위가 작아지도록, 최고 속도로 가속시킬 펌프 혹은 최고 속도로부터 감속시킬 펌프를 선택한다.

Description

디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치

본 발명은, 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치, 상세하게는, 열간 압연 라인 상의 복수의 디스케일링 장치에 공통 배관을 통해 접속된 가변속 운전이 가능한 복수의 펌프를 통합적으로 제어하는 제어 장치에 관한 것이다.

디스케일링 장치는, 열간 압연 라인에 있어서 강판에 고압수를 분사하여, 강판에 부착된 스케일을 제거하는 장치이다. 디스케일링은 압연 프로세스 내에서 복수회 행해진다. 이 때문에, 디스케일링 장치는, 열간 압연 라인 상에 복수 설치된다. 이들 복수의 디스케일링 장치에는, 복수의 펌프로부터 공통 배관을 통해 고압수를 공급하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템이 마련되어 있다.

디스케일링 장치에 의한 고압수의 분사는 강판이 통과할 때 행해지며, 디스케일링 장치로의 급수는 그때만 필요해진다. 복수의 디스케일링 장치의 전체에서 필요해지는 급수량은 일정하지 않고, 각 디스케일링 장치의 동작 상태에 따라서 변동된다. 이 때문에, 반드시 모든 펌프가 항상 최고 속도로 운전하고 있을 필요는 없다. 종래의 디스케일링 장치용 펌프 시스템에서는, 펌프의 구동에 요하는 전력 소비를 억제하기 위해, 1대 혹은 복수대의 펌프에는 가변속 드라이브 장치가 적용되어 있다. 즉, 복수의 펌프 중 적어도 1대는 가변속 운전이 가능하게 되어 있다.

각 펌프에는, 역류를 방지하여 펌프를 보호하기 위한 역지 밸브가 마련되어 있다. 이 때문에, 최고 속도로 운전되지 않는 펌프는, 역지 밸브가 폐쇄되기 때문에 디스케일링 장치에 공급되는 수량 및 수압에는 기여하지 않는다. 단, 최고 속도로 운전되지 않는 펌프는, 정지되는 것이 아니라, 소정의 하한 속도로 아이들링 운전된다. 아이들링 운전 시의 하한 속도는, 가하고 싶은 수압이나, 최고 속도에서의 운전이 필요해진 경우의 최고 속도까지의 요구 도달 시간에 따라서 임의로 설정할 수 있다.

공통 배관의 구조상, 최고 속도로 가동하는 펌프의 대수에 의해 디스케일링 장치에 공급되는 수량 및 수압이 변동된다. 이 때문에, 고압수를 분사하는 디스케일링 장치의 대수에 의해, 최고 속도 운전이 필요한 펌프의 대수가 정해진다. 종래의 디스케일링 장치용 펌프 시스템에서는, 필요한 대수의 펌프를 최고 속도로 운전하고, 나머지 펌프는 아이들링 운전 시의 하한 속도로 운전하는 일이 행해지고 있다.

가변속 운전이 가능한 복수의 펌프를 포함하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템을 제어하는 제어 장치는, 예를 들어 특허문헌 1에 의해 공지로 되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 제어 장치에 의하면, 열간 압연 라인에 있어서의 피압연재의 현재 위치로부터, 일정 시간 내의 피압연재의 장래 위치가 예측된다. 그리고, 그 피압연재의 위치 예측에 따라서 디스케일링 장치의 분사 시각이 예측되고, 그 분사 예측 시각에 맞추어 미리 펌프의 가속 혹은 감속이 행해진다.

그런데, 펌프가 최고 속도로 운전될 때는, 아이들링 운전 시의 하한 속도로 운전하는 것보다도 펌프는 크게 마모된다. 또한 하한 속도보다 최고 속도로 가속할 때나, 최고 속도로부터 하한 속도로 감속할 때도 펌프는 크게 마모된다. 특허문헌 1에 개시된 제어 장치는, 자동 제어에 의해 행해지는 열간 압연 라인 전체의 압연 프로세스를 파악한 후에, 필요에 따라 펌프의 가속 혹은 감속을 행한다. 이때는 각 펌프의 운전 이력은 고려되어 있지 않다. 이 때문에, 어느 정도의 조업 시간이 지난 후에, 특정 펌프가 다른 펌프에 비해 현저하게 최고 속도에서의 운전 시간이 긴 경우가 있을 수 있다. 또한 마찬가지로, 특정 펌프가 다른 펌프에 비해 현저하게 가속이나 감속의 횟수가 많은 경우도 있을 수 있다. 어느 경우도, 특정 펌프의 마모 정도가 다른 펌프에 비해 현저하게 높아지기 때문에, 디스케일링 장치용 급수 시스템 전체로서의 수명은 짧아져 버린다.

일본 특허 공개 제2013-158832호 공보

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 가변속 운전이 가능한 복수의 펌프 사이에서의 마모 정도의 차의 확대를 억제할 수 있는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치를 제공한다.

본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치는, 열간 압연 라인 상의 복수의 디스케일링 장치에, 가변속 운전이 가능한 복수의 펌프로부터 공통 배관을 통해 고압수를 공급하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템에 적용된다. 본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프의 제어 장치는, 적어도 하나의 프로세서와, 프로그램을 기억하는 메모리를 구비한다. 프로그램은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨으로써, 적어도 하나의 프로세서에 파라미터 계산 처리와 선택 처리를 포함하는 처리를 실행시킨다. 파라미터 계산 처리는, 복수의 펌프의 각각에 대하여, 운전 이력에 기초하여 마모 정도를 예측하는 파라미터값을 계산하는 처리이다. 선택 처리는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 변경하는 경우, 복수의 펌프 사이에서의 파라미터값의 변동의 범위가 작아지도록 최고 속도로 가속시킬 펌프 혹은 최고 속도로부터 감속시킬 펌프를 선택하는 처리이다.

상기 각 처리가 실행됨으로써, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수가 변경되는 경우에는, 복수의 펌프 사이에서의 마모 정도의 범위가 작아지도록 가속 혹은 감속시킬 펌프가 선택된다. 이에 의해, 복수의 펌프 사이에서의 마모 정도의 차가 조업 시간과 함께 확대되는 것은 억제되므로, 디스케일링 장치용 펌프 시스템 전체로서의 수명의 연장이 가능해진다.

본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치의 일 실시 형태로서, 파라미터 계산 처리에서는, 최고 속도에서의 운전 시간이 파라미터값으로서 계산되어도 된다. 그 경우, 선택 처리에서는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 증가시키는 경우, 운전 시간이 가장 짧은 펌프부터 우선적으로 가속시키고, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 감소시키는 경우, 운전 시간이 가장 긴 펌프부터 우선적으로 감속시켜도 된다.

이 실시 형태에 따르면, 과거의 최고 속도에서의 운전 시간이 최단인 펌프를 우선적으로 가속하고, 과거의 최고 속도에서의 운전 시간이 최장인 펌프를 우선적으로 감속시킴으로써, 각 펌프의 최고 속도에서의 운전 시간을 균등화시킬 수 있다. 그리고, 디스케일링 장치용 펌프 시스템 전체로서의 수명의 연장이 가능해진다.

또한, 본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치의 다른 실시 형태로서, 파라미터 계산 처리에서는, 최고 속도까지의 가속 횟수와 최고 속도로부터의 감속 횟수의 합계 횟수가 파라미터값으로서 계산되어도 된다. 그 경우, 선택 처리에서는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 증가시키는 경우, 합계 횟수가 가장 적은 펌프부터 우선적으로 가속시켜도 된다. 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 감소시키는 경우에는, 합계 횟수가 가장 적은 펌프부터 우선적으로 감속시켜도 된다.

이 실시 형태에 따르면, 과거의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 최소인 펌프를 우선적으로 가속하고, 또한, 과거의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 최소인 펌프를 우선적으로 감속시킴으로써, 각 펌프의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수를 균등화시킬 수 있다. 이에 의해 디스케일링 장치용 펌프 시스템 전체로서의 수명의 연장이 가능해진다.

본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치의 또 다른 실시 형태로서, 파라미터 계산 처리에서는, 파라미터값은 제1 파라미터값과 제2 파라미터값을 포함해도 된다. 상세하게는, 최고 속도에서의 운전 시간이 제1 파라미터값으로서 계산되고, 최고 속도까지의 가속 횟수와 최고 속도로부터의 감속 횟수의 합계 횟수가 제2 파라미터값으로서 계산되어도 된다. 그 경우, 선택 처리에서는, 제1 파라미터값과 제2 파라미터값 중 적어도 한쪽에 대하여, 복수의 펌프 사이에서의 변동의 범위가 작아지도록 최고 속도로 가속시킬 펌프 혹은 최고 속도로부터 감속시킬 펌프를 선택해도 된다.

이 실시 형태에 따르면, 각 펌프의 최고 속도에서의 운전 시간과, 각 펌프의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수 중 적어도 한쪽을 균등화시킬 수 있다. 이에 의해 디스케일링 장치용 펌프 시스템 전체로서의 수명의 연장이 가능해진다.

본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치는, 운전 이력의 수동 데이터 입력이 가능한 인터페이스를 더 구비해도 된다. 이것에 의하면, 설비 이설 등에 의해 펌프를 이설한 경우나, 이미 어느 정도 운용한 펌프에 대하여 제어 장치를 적용한 경우 등에 있어서, 그 펌프의 지금까지의 운전 이력을 수동으로 입력함으로써, 지금까지의 운전 이력에 대하여 그 후의 운전 이력을 추기하는 것이 가능해진다. 그리고, 이에 의해, 예를 들어 펌프를 교환한 경우라도, 교환 후의 펌프와 기존의 펌프 사이에서의 마모 정도의 차의 확대를 억제하도록, 가속 혹은 감속시킬 펌프를 선택할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치에 의하면, 전술한 과제를 해결하는 것이 가능하다. 본 발명이 제공하는 디스케일링 장치용 펌프의 제어 장치의 특징 및 이점은, 이하에 간단하게 설명하는 도면과, 그것에 관련하여 상세하게 설명되는 실시 형태로부터 명확하게 될 것이다.

도 1은 열간 압연 라인에 있어서의 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 디스케일링 장치의 동작과 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수의 관계의 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 디스케일링 장치의 동작과 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수의 관계의 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 디스케일링 장치의 동작과 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수의 관계의 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 최고 속도 운전 시간 균등화 모드에서의 가속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 최고 속도 운전 시간 균등화 모드에서의 감속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 가감속 횟수 균등화 모드에서의 가속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 가감속 횟수 균등화 모드에서의 감속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 펌프 운전 이력의 수동 데이터 입력을 위한 인터페이스 구성을 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태에 있어서 각 요소의 개수, 수량, 양, 범위 등의 수에 대해 언급한 경우, 특별히 명시한 경우나 원리적으로 명백하게 그 수로 특정되는 경우를 제외하고, 그 언급한 수에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태에 있어서 설명하는 구조는, 특별히 명시한 경우나 명백하게 원리적으로 그것에 특정되는 경우를 제외하고, 본 발명에 반드시 필수적인 것은 아니다.

도 1은 열간 압연 라인에 있어서의 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 있어서, 열간 압연 라인(2)에는, 화살표선으로 나타내는 피압연재의 흐름 방향을 따라서, 상류측에 조(粗) 밀 스탠드(4A, 4B)가 배치되고, 하류측에 마무리 밀 스탠드(6A, 6B)가 배치되어 있다. 조 밀 스탠드(4A, 4B)보다도 상류에는, 수압 스케일 브레이커(HSB)로서의 디스케일링 장치(8A)가 배치되어 있다. 조 밀 스탠드(4A, 4B)와 마무리 밀 스탠드(6A, 6B) 사이에는, 마무리 스케일 브레이커(FSB)로서의 디스케일링 장치(8F)가 배치되어 있다. 또한, 각 밀 스탠드(4A, 4B, 6A, 6B)의 입력측과 출력측에도, 각각 디스케일링 장치(8B 내지 8E, 8G 내지 8J)가 배치되어 있다.

디스케일링 장치용 펌프 시스템(12)은, 상기 각 디스케일링 장치(8A 내지 8J)에, 복수의 펌프(16A 내지 16D)로부터 공통 배관(14)을 통해 고압수를 공급하는 시스템이다. 본 실시 형태에서는, 4대의 펌프(16A 내지 16D)가 마련되어 있다. 펌프(16A 내지 16D)는, 인버터(18A 내지 18D)에 의한 가변속 운전이 가능한 가변속 펌프이다. 단, 반드시 모든 펌프가 가변속 펌프일 필요는 없다. 본 발명의 실시 형태로서는, 적어도 2대의 펌프가 가변속 펌프이면, 나머지 펌프는 고정속 펌프여도 된다.

펌프(16A 내지 16D)의 속도 제어는, 제어 장치(20)에 의해 행해진다. 제어 장치(20)는, 물리 구성으로서 적어도 하나의 메모리(24)와 적어도 하나의 프로세서(22)를 구비한다. 메모리(24)는 펌프(16A 내지 16D)의 속도 제어를 위한 프로그램을 기억하고, 프로세서(22)는 메모리(24)로부터 프로그램을 판독하여 실행한다. 상기 프로그램은, 프로세서(22)에 의해 실행됨으로써, 후술하는 파라미터 계산 처리와 선택 처리를 프로세서(22)에 실행시킨다.

제어 장치(20)는, 전력 소비를 억제하기 위해, 디스케일링 장치(8A 내지 8J)의 동작에 따라서, 펌프(16A 내지 16D)의 운전 속도를 최고 속도와 아이들 운전 시의 하한 속도 사이에서 전환한다. 아이들 운전 시의 하한 속도는 임의의 속도로 설정할 수 있다. 예를 들어 최고 속도의 50 내지 60％의 속도를 하한 속도로서 설정해도 된다. 도 2 내지 도 4는 디스케일링 장치의 동작과 최고 속도로 운전하는 펌프(최고 속도 운전 펌프)의 필요 대수의 관계의 예를 도시하는 도면이다. 도 2 내지 도 4에는, 4매의 피압연재 W1 내지 W4가 4대의 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4를 순서대로 추가해 가는 경우의, 각 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4의 동작이 타임차트로 도시되어 있다.

도 2에는, 피압연재 W1 내지 W4가 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4에 의한 디스케일링 에어리어에 순차적으로 들어감으로써, 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 증가되어 가는 예가 도시되어 있다. 먼저, 선두의 피압연재 W1이 디스케일링 장치 DS1에 접근하고 디스케일링 장치 DS1에 의한 물 분사가 필요해지면, 급수를 위해 1대의 펌프의 운전 속도가 최고 속도로 전환된다. 그 후, 디스케일링 장치 DS1에 있어서 후속의 피압연재 W2에 대한 물 분사가 행해지고 있는 동안에, 피압연재 W1이 다음 디스케일링 장치 DS2에 접근하면, 디스케일링 장치 DS2에서도 물 분사가 개시된다. 이것에 의해 필요한 급수량은 증가되게 된다. 제어 장치(20)는, 디스케일링 장치 DS1, DS2의 물 분사량과, 최고 운전 속도로의 펌프의 급수량의 관계에 기초하여, 최고 속도 운전 펌프의 대수를 증가시킬 필요가 있는지 판단한다. 제어 장치(20)는, 이와 같은 판단을 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4의 분사를 개시할 때마다 실행한다. 그리고, 현재의 최고 속도 운전 펌프의 대수로는 급수를 감당하지 못한다고 판단한 경우, 제어 장치(20)는 최고 속도 운전 펌프의 대수를 증가시키기 위해, 하한 속도로 아이들 운전 중이던 1대의 펌프를 최고 속도까지 가속시킨다.

도 3에는, 피압연재 W1 내지 W4가 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4에 의한 디스케일링 에어리어로부터 순차적으로 나옴으로써, 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 감소되어 가는 예가 도시되어 있다. 먼저, 후미의 피압연재 W4가 디스케일링 장치 DS1을 통과하면, 디스케일링 장치 DS1에 의한 물 분사가 불필요해진다. 이것에 의해 필요한 급수량은 감소되게 된다. 제어 장치(20)는, 분사를 계속하는 디스케일링 장치 DS2, DS3, DS4의 물 분사량과, 최고 운전 속도로의 펌프의 급수량의 관계에 기초하여, 최고 속도 운전 펌프의 대수를 저감시키는 것이 가능한지 여부를 판단한다. 제어 장치(20)는, 이와 같은 판단을 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4의 분사가 정지될 때마다 실행한다. 그리고, 현재의 최고 속도 운전 펌프의 대수는 필요한 급수량에 비하여 과잉이라고 판단한 경우, 제어 장치(20)는, 최고 속도 운전 펌프의 대수를 감소시키기 위해, 최고 속도로 운전 중이던 1대의 펌프를 아이들 운전 시의 하한 속도까지 감속시킨다.

도 4에는, 피압연재 W1 내지 W4가 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4에 의한 디스케일링 에어리어에 순차적으로 들어가고, 그 후, 디스케일링 에어리어로부터 순차적으로 나올 때까지의 동안의 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4의 동작 상태의 변화와, 그것에 수반되는 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수의 증감의 예가 도시되어 있다. 제어 장치(20)는, 디스케일링 장치 DS1 내지 DS4의 동작 상태가 변화될 때마다, 필요한 물 분사량과 최고 운전 속도로의 펌프의 급수량의 관계에 기초하여, 최고 속도 운전 펌프의 대수를 증가시킬 필요가 있는지 여부, 혹은, 최고 속도 운전 펌프의 대수를 저감시키는 것이 가능한지 여부를 판단한다. 최고 속도 운전 펌프의 대수를 증가시킬 필요가 있다고 판단한 경우, 제어 장치(20)는, 하한 속도로 아이들 운전 중이던 1대의 펌프를 최고 속도까지 가속시킨다. 최고 속도 운전 펌프의 대수를 저감시키는 것이 가능하다고 판단한 경우, 제어 장치(20)는, 최고 속도로 운전 중이던 1대의 펌프를 아이들 운전 시의 하한 속도까지 감속시킨다.

최고 속도 운전 펌프의 대수를 증감시키는 경우, 어느 펌프부터 우선적으로 가속 혹은 감속시켜야 하는가 하는 물음이 발생한다. 제어 장치(20)에는, 이 물음에 대한 대답으로서의 처리가 프로그램되어 있다. 그 처리란, 파라미터 계산 처리와 선택 처리이다. 파라미터 계산 처리는, 각 펌프에 대하여, 운전 이력에 기초하여 마모 정도를 예측하는 파라미터값을 계산하는 처리이다. 파라미터값으로서는, 최고 속도에서의 운전 시간(제1 파라미터값)과, 최고 속도까지의 가속 횟수와 최고 속도로부터의 감속 횟수의 합계 횟수(제2 파라미터값)가 준비되어 있다.

제어 장치(20)는, 어떤 펌프가 최고 속도에 도달한 순간부터, 그 펌프가 감속을 개시할 때까지의 시간을 기록하고, 운전 이력으로서 보존한다. 그 펌프가 다시 최고 속도에 도달한 경우, 제어 장치(20)는 이미 기록된 운전 이력에 금회의 최고 속도에서의 운전 시간을 가산한다. 이들 처리를 펌프마다 행함으로써, 펌프마다 최고 속도에서의 운전 시간이 계측된다.

또한, 제어 장치(20)는, 어떤 펌프가 최고 속도까지의 가속을 시작한 단계에서, 가속 횟수를 1회 가산하고, 운전 이력으로서 보존한다. 또한, 그 펌프가 최고 속도로부터의 감속을 시작한 단계에서, 감속 횟수를 1회 가산하고, 운전 이력으로서 보존한다. 그 펌프가 가속 혹은 감속을 반복할 때마다, 제어 장치(20)는, 이미 기록된 운전 이력에 가속 횟수 혹은 감속 횟수를 가산한다. 이들 처리를 펌프마다 행함으로써, 펌프마다 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 계측된다.

선택 처리는, 최고 속도 운전 펌프의 대수를 변경하는 경우, 펌프 사이에서의 파라미터값의 변동의 범위가 작아지도록 최고 속도로 가속시킬 펌프 혹은 최고 속도로부터 감속시킬 펌프를 선택하는 처리이다. 선택 처리의 구체적인 내용은, 파라미터값이 최고 속도에서의 운전 시간인지, 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수인지에 따라 상이한 내용이 된다. 이하, 파라미터값이 최고 속도에서의 운전 시간인 경우의 선택 처리를 최고 속도 운전 시간 균등화 모드라 칭하고, 파라미터값이 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수인 경우의 선택 처리를 가감속 횟수 균등화 모드라 칭한다. 제어 장치(20)가 어느 모드를 채용할지는, 오퍼레이터가 제어 장치(20)의 인터페이스(HMI)를 통해 임의로 결정할 수 있다.

최고 속도 운전 시간 균등화 모드에서는, 제어 장치(20)는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 증가시키는 경우, 아이들 운전 중인 펌프의 각각의 운전 이력을 참조하여, 운전 시간이 가장 짧은 펌프부터 우선적으로 가속시킨다. 또한, 제어 장치(20)는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 감소시키는 경우, 최고 속도에서의 운전 중인 펌프의 각각의 운전 이력을 참조하여, 운전 시간이 가장 긴 펌프부터 우선적으로 감속시킨다.

도 5는 최고 속도 운전 시간 균등화 모드에서의 가속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다. 최고 속도로 운전하고 있지 않은 모든 펌프 중에서 최고 속도 운전 시간이 가장 짧은 것부터 우선적으로 선택하여, 최고 속도까지 가속시킨다. 그 후에 다시 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 증가한 경우, 최고 속도로 운전하고 있지 않은 나머지 펌프 중에서, 최고 속도까지 가속시킬 펌프를 선택한다. 도 5에 도시한 예에서는, 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 증가됨에 따라, 최고 속도 운전 시간이 짧은 펌프 B, A, D의 순서로 가속하고 있다. 단, 최고 속도 운전에 의해 누계 최고 속도 운전 시간이 역전된 경우라도, 그에 따른 감속은 행하지 않는다. 누계 최고 속도 운전 시간은 어디까지나 가속 시의 펌프 선택의 기준으로서 사용된다.

도 6은 최고 속도 운전 시간 균등화 모드에서의 감속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다. 최고 속도로 운전하고 있는 모든 펌프 중에서 최고 속도 운전 시간이 가장 긴 것부터 우선적으로 선택하여, 하한 속도까지 감속시킨다. 그 후에 다시 필요 대수가 감소된 경우, 최고 속도 운전하고 있는 나머지 펌프 중에서, 하한 속도까지 감속시킬 펌프를 선택한다. 도 6에 도시한 예에서는, 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 감소됨에 따라, 최고 속도 운전 시간이 긴 펌프 C, A, D, B의 순서로 감속되고 있다. 단, 아이들 운전에 의해 누계 최고 속도 운전 시간이 역전된 경우라도, 그에 따른 가속은 행하지 않는다. 누계 최고 속도 운전 시간은 어디까지나 감속 시의 펌프 선택의 기준으로서 사용된다.

상술한 최고 속도 운전 시간 균등화 모드에 의하면, 누계 최고 속도 운전 시간이 최단인 펌프를 우선적으로 가속하고, 누계 최고 속도 운전 시간이 최장인 펌프를 우선적으로 감속시킴으로써, 각 펌프의 최고 속도에서의 운전 시간을 균등화시킬 수 있다. 그리고, 각 펌프의 최고 속도에서의 운전 시간의 균등화에 의해, 디스케일링 장치용 펌프 시스템 전체로서의 수명의 연장이 가능해진다.

가감속 횟수 균등화 모드에서는, 제어 장치(20)는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 증가시키는 경우, 아이들 운전 중인 펌프의 각각의 운전 이력을 참조하여, 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 가장 적은 펌프부터 우선적으로 가속시킨다. 또한, 제어 장치(20)는, 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 감소시키는 경우, 최고 속도에서의 운전 중인 펌프의 각각의 운전 이력을 참조하여, 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 가장 적은 펌프부터 우선적으로 감속시킨다.

도 7은 가감속 횟수 균등화 모드에서의 가속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다. 최고 속도로 운전하고 있지 않은 모든 펌프 중에서 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 가장 적은 것부터 우선적으로 선택하여, 최고 속도까지 가속시킨다. 가속 후, 가속 횟수가 1회 가산된다. 그 후에 다시 필요 대수가 증가된 경우, 최고 속도로 운전하고 있지 않은 나머지 펌프 중에서, 최고 속도까지 가속시킬 펌프를 선택한다. 도 7에 도시한 예에서는, 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 증가됨에 따라, 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수(가감속 횟수)가 적은 펌프 A, C, D의 순서로 가속하고 있다.

도 8은 가감속 횟수 균등화 모드에서의 감속 대상 펌프의 선택의 예를 도시하는 도면이다. 최고 속도로 운전하고 있는 모든 펌프 중에서 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 가장 적은 것부터 우선적으로 선택하고, 하한 속도까지 감속시킨다. 감속 후, 감속 횟수가 1회 가산된다. 그 후에 다시 필요 대수가 감소된 경우, 최고 속도로 운전하고 있는 나머지 펌프 중에서 하한 속도까지 감속시킬 펌프를 선택한다. 도 8에 도시한 예에서는, 최고 속도 운전 펌프의 필요 대수가 감소됨에 따라, 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 적은 펌프 D, B, C, A의 순서로 감속하고 있다.

상술한 가감속 횟수 균등화 모드에 의하면, 과거의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 최소인 펌프를 우선적으로 가속하고, 또한, 과거의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수가 최소인 펌프를 우선적으로 감속시킴으로써, 각 펌프의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수를 균등화시킬 수 있다. 그리고, 각 펌프의 가속 횟수와 감속 횟수의 합계 횟수의 균등화에 의해, 디스케일링 장치용 펌프 시스템 전체로서의 수명의 연장이 가능해진다.

마지막으로, 본 실시 형태에 있어서 제어 장치(20)가 구비하는 인터페이스(HMI)에 대하여 설명한다. 도 9는 제어 장치(20)가 구비하는 인터페이스의 구성을 도시하는 도면이다. 제어 장치(20)가 구비하는 인터페이스는, 펌프 운전 이력의 수동 데이터 입력이 가능하게 구성되어 있다. 즉, 누계 최고 속도 운전 시간과 누계 가감속 횟수의 각각에 대하여, 수동으로 입력한 데이터로의 갱신이 가능하게 되어 있다.

도 9에 도시한 예에서는, 펌프 C가 새로운 펌프로 교환되었기 때문에, 누계 최고 속도 운전 시간과 누계 가감속 횟수의 각각에 「0」이 입력되어 있다. 펌프 C가 이미 어느 정도 운용된 중고 펌프로 교환된 경우에는, 그 중고 펌프의 지금까지의 누계 최고 속도 운전 시간과 누계 가감속 횟수의 각각이 초기값으로서 입력된다. 펌프의 교환 후에는, 최고 속도 운전 시간 균등화 모드와 가감속 횟수 균등화 모드 각각에 있어서, 누계 최고 속도 운전 시간 혹은 누계 가감속 횟수의 갱신 후의 값이 참조된다. 이와 같은 기능을 구비함으로써, 펌프의 교환 후에도, 교환 후의 펌프와 기존의 펌프 사이에서의 마모 정도의 차의 확대를 억제하도록, 가속 혹은 감속시킬 펌프를 선택할 수 있다.

2: 열간 압연 라인
4A, 4B: 조 밀 스탠드
6A, 6B: 마무리 밀 스탠드
8A 내지 8J: 디스케일링 장치
12: 디스케일링 장치용 펌프 시스템
14: 공통 배관
16A 내지 16D: 펌프
18A 내지 18D: 인버터
20: 제어 장치
22: 프로세서
24: 메모리
DS1 내지 DS4: 디스케일링 장치
W1 내지 W4: 피압연재

Claims (5)

1. 열간 압연 라인 상의 복수의 디스케일링 장치에, 가변속 운전이 가능한 복수의 펌프로부터 공통 배관을 통해 고압수를 공급하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치에 있어서,
   적어도 하나의 프로세서와,
   프로그램을 기억하는 메모리를 구비하고,
   상기 프로그램은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨으로써, 상기 적어도 하나의 프로세서에,
   상기 복수의 펌프의 각각에 대하여, 운전 이력에 기초하여 마모 정도를 예측하는 파라미터값을 계산하는 파라미터 계산 처리와,
   최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 변경하는 경우, 상기 복수의 펌프 사이에서의 상기 파라미터값의 변동의 범위가 작아지도록 상기 최고 속도로 가속시킬 펌프 혹은 상기 최고 속도로부터 감속시킬 펌프를 선택하는 선택 처리를 포함하는 처리를 실행시키는 것을 특징으로 하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파라미터 계산 처리에서는, 상기 최고 속도에서의 운전 시간이 상기 파라미터값으로서 계산되고,
   상기 선택 처리에서는, 상기 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 증가시키는 경우, 상기 운전 시간이 가장 짧은 펌프부터 우선적으로 가속시키고, 상기 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 감소시키는 경우, 상기 운전 시간이 가장 긴 펌프부터 우선적으로 감속시키는 것을 특징으로 하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 파라미터 계산 처리에서는, 상기 최고 속도까지의 가속 횟수와 상기 최고 속도로부터의 감속 횟수의 합계 횟수가 상기 파라미터값으로서 계산되고,
   상기 선택 처리에서는, 상기 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 증가시키는 경우, 상기 합계 횟수가 가장 적은 펌프부터 우선적으로 가속시키고, 상기 최고 속도에서의 운전을 행하는 펌프의 대수를 감소시키는 경우도, 상기 합계 횟수가 가장 적은 펌프부터 우선적으로 감속시키는 것을 특징으로 하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 파라미터 계산 처리에서는, 상기 파라미터값은 제1 파라미터값과 제2 파라미터값을 포함하고, 상기 최고 속도에서의 운전 시간이 상기 제1 파라미터값으로서 계산되고, 상기 최고 속도까지의 가속 횟수와 상기 최고 속도로부터의 감속 횟수의 합계 횟수가 상기 제2 파라미터값으로서 계산되고,
   상기 선택 처리에서는, 상기 제1 파라미터값과 상기 제2 파라미터값 중 적어도 한쪽에 대하여, 상기 복수의 펌프 사이에서의 변동의 범위가 작아지도록 상기 최고 속도로 가속시킬 펌프 혹은 상기 최고 속도로부터 감속시킬 펌프를 선택하는 것을 특징으로 하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 운전 이력의 수동 데이터 입력이 가능한 인터페이스를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디스케일링 장치용 펌프 시스템의 제어 장치.

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