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JP3333452B2 - 異常診断装置及び異常診断方法 - Google Patents
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JP3333452B2 - 異常診断装置及び異常診断方法 - Google Patents

異常診断装置及び異常診断方法

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JP3333452B2
JP3333452B2 JP15821898A JP15821898A JP3333452B2 JP 3333452 B2 JP3333452 B2 JP 3333452B2 JP 15821898 A JP15821898 A JP 15821898A JP 15821898 A JP15821898 A JP 15821898A JP 3333452 B2 JP3333452 B2 JP 3333452B2
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健太郎 矢野
勤子 新田
英人 松田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧延材の板厚異
常を診断する異常診断装置及び異常診断方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来から熱間仕上圧延機では、高精度な
製品板厚を実現するため、種々の板厚制御方法が開発さ
れて使用されている。また、最近は圧延機に対して複数
の板厚制御方法が同時に使用されるようになっている。
しかし、特開平9−323109号公報に記載されてい
るように、圧延機自体の異常を診断する異常診断装置は
開発されているが、圧延材の板厚異常を診断する異常診
断装置は開発されていないため、圧延実行中に板厚制御
が正常に機能しているか否かを自動的に判断することが
できなかった。即ち、板厚制御が正常に機能しているか
否かの判断は、圧延終了後に圧延実績(アナログチャー
ト)等をプリントアウトすることにより、操作員が目標
板厚と比較して判断する方法が用いられ、自動的に板厚
異常を判断することができなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の異常診断装置は
以上のように構成されているので、圧延機自体の異常は
診断することができるが、圧延実行中に板厚制御が正常
に機能しているか否かの診断は実施することができない
ため、圧延実行中に板厚異常が発生しても、板厚の制御
量を調整することができないなどの課題があった。
【0004】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、圧延実行中に板厚異常を診断する
ことができる異常診断装置及び異常診断方法を得ること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る異常診断
装置は、圧延機により圧延された圧延材の板厚と目標板
厚の偏差を演算し、その偏差が基準値を越えると板厚異
常を認定するようにしたものである。
【0006】この発明に係る異常診断装置は、板厚の局
所的最小値と局所的最大値を検出するとともに、その局
所的最小値と局所的最大値の偏差を演算し、その偏差が
基準値を越えると板厚異常を認定するようにしたもので
ある。
【0007】この発明に係る異常診断装置は、圧延機の
圧延実績を原因推定ルールに適用して異常の発生原因を
推定するようにしたものである。
【0008】この発明に係る異常診断装置は、異常の発
生原因が圧延機の速度バランスにある場合、ルーパ角度
実績から異常スタンドを特定するようにしたものであ
る。
【0009】この発明に係る異常診断装置は、異常の発
生原因が圧延機の速度バランスにある場合、スタンドミ
ルに対する速度の修正実績から異常スタンドを特定する
ようにしたものである。
【0010】この発明に係る異常診断装置は、ミルモー
タのトルク実績と圧延荷重実績から各スタンドの張力実
績を演算し、各スタンドの張力実績から異常スタンドを
特定するようにしたものである。
【0011】この発明に係る異常診断装置は、ルーパ角
度実績からスタンドミルの速度修正量を演算し、その速
度修正量に基づいてスタンドミルの速度設定値を修正す
るようにしたものである。
【0012】この発明に係る異常診断装置は、スタンド
ミルに対する速度の修正実績から先進率修正量を演算
し、その先進率修正量に基づいてスタンドミルの先進率
設定値を修正するようにしたものである。
【0013】この発明に係る異常診断装置は、各スタン
ドの張力実績からミルモータのトルク修正量を演算し、
そのトルク修正量に基づいてミルモータのトルク設定値
を修正するようにしたものである。
【0014】この発明に係る異常診断装置は、修正手段
の修正結果を事前検証するシミュレーション手段を設け
たものである。
【0015】この発明に係る異常診断装置は、修正手段
の修正結果を再修正する再修正手段を設けたものであ
る。
【0016】この発明に係る異常診断装置は、修正手段
の修正結果をロール単位に学習するようにしたものであ
る。
【0017】この発明に係る異常診断装置は、修正手段
の修正結果を層別に学習するようにしたものである。
【0018】この発明に係る異常診断方法は、圧延機に
より圧延された圧延材の板厚と目標板厚の偏差を演算す
るとともに、その偏差を基準値と比較して、その偏差が
基準値を越えると板厚異常を認定するようにしたもので
ある。
【0019】この発明に係る異常診断方法は、板厚の局
所的最小値と局所的最大値を検出し、その局所的最小値
と局所的最大値の偏差を演算するとともに、その偏差を
基準値と比較して、その偏差が基準値を越えると板厚異
常を認定するようにしたものである。
【0020】この発明に係る異常診断方法は、圧延機の
圧延実績を原因推定ルールに適用して異常の発生原因を
推定するようにしたものである。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による異
常診断装置を示す構成図であり、図において、1は圧延
プラント、2は圧延機を制御するとともに、圧延機によ
り圧延された圧延材の板厚を計測する制御装置(計測手
段)、3は圧延材の板厚と目標板厚の偏差を演算すると
ともに、その偏差を板厚異常の判定基準値と比較して、
その偏差が判定基準値を越えると板厚異常を認定する監
視装置(演算手段、認定手段)、4は監視装置3の認定
結果を表示装置5に表示するガイダンス用処理装置(提
示手段)、5は監視装置3の認定結果等を表示する表示
装置(提示手段)、6は操作員である。
【0022】次に動作について説明する。まず、制御装
置2は、圧延材の板厚を目標板厚に近づけるため、所定
の板厚制御方法を用いて圧延機を制御するが、その際、
圧延機により圧延された圧延材の板厚を計測する。
【0023】そして、監視装置3は、制御装置2が圧延
材の板厚を計測すると、その板厚の計測結果が圧延材の
先端部分に係る計測結果であるか否かを判断し(例え
ば、板の先端が板厚計を通過してから、約10秒間が先
端部分であると判断する)、先端部分に係る計測結果で
ある場合には、その計測結果である板厚実績と目標板厚
の偏差を演算する。そして、監視装置3は、板厚実績と
目標板厚の偏差を演算すると、その偏差を板厚異常の判
定基準値と比較し、その偏差が判定基準値を越えると板
厚異常を認定する。 |板厚実績−目標板厚|>判定基準値 → 板厚異常
【0024】なお、板厚異常の判定基準値は、製品の目
標板厚に対する偏差の板厚管理目標であるが、例えば、
判定基準値として、図2に示すように、±30μの値が
与えられた場合、板厚実績と目標板厚の偏差が±30μ
の値を越えると、板厚異常が認定される。
【0025】そして、監視装置3は、圧延材の先端部分
の範囲を越えるまで、上記の処理を繰り返し、上記の認
識結果を層別区分毎に分類する。ここで、層別とは、製
品の鋼種,目標板厚,目標板幅をキーとする分類であ
り、圧延される各製品の特徴を示すものである。そし
て、ガイダンス用処理装置4は、層別区分毎に分類され
た監視装置3の認定結果等を図3に示すように分類表示
する。
【0026】以上で明らかなように、この実施の形態1
によれば、圧延機により圧延された圧延材の板厚と目標
板厚の偏差を演算し、その偏差が判定基準値を越えると
板厚異常を認定するように構成したので、圧延実行中に
板厚異常を診断することができる効果を奏する。
【0027】実施の形態2.図4はこの発明の実施の形
態2による異常診断装置を示す構成図であり、図におい
て、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説
明を省略する。7は制御装置2の計測結果から板厚の局
所的最小値と局所的最大値を検出するとともに、局所的
最小値と局所的最大値の偏差を演算し、その偏差が判定
基準値を越えると板厚異常を認定する監視装置(検出手
段、演算手段、認定手段)である。
【0028】次に動作について説明する。上記実施の形
態1では、板厚実績と目標板厚の偏差が判定基準値を越
えると板厚異常を認定するものについて示したが、その
偏差が判定基準値を越えない場合には、図5に示すよう
な板厚の落ち込みが発生しても、板厚異常を認定するこ
とができない。
【0029】そこで、この実施の形態2では、監視装置
7が制御装置2の計測結果から板厚の局所的最小値と局
所的最大値を検出し、局所的最小値と局所的最大値の偏
差を演算する。そして、監視装置7は、局所的最小値と
局所的最大値の偏差を演算すると、その偏差を板厚異常
の判定基準値と比較し、その偏差が判定基準値を越える
と板厚異常を認定する。 |局所的最小値−局所的最大値|>判定基準値 → 板
厚異常
【0030】なお、板厚異常の判定基準値は、製品の板
厚変動に対する管理目標であるが、判定基準値として
は、例えば、±30μ以下の値が与えられる。
【0031】以上で明らかなように、この実施の形態2
によれば、板厚の局所的最小値と局所的最大値を検出す
るとともに、その局所的最小値と局所的最大値の偏差を
演算し、その偏差が基準値を越えると板厚異常を認定す
るように構成したので、板厚が大きく変動するような板
厚異常を診断することができる効果を奏する。
【0032】実施の形態3.図6はこの発明の実施の形
態3による異常診断装置を示す構成図であり、図におい
て、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説
明を省略する。8は監視装置3(または監視装置7)が
板厚異常を認定すると、圧延機の圧延実績を原因推定ル
ールに適用して異常の発生原因を推定するルール適用部
(推定手段)、9はルール適用部8の推定結果を表示装
置5に表示するガイダンス処理部(推定手段)である。
【0033】次に動作について説明する。まず、ルール
適用部8は、監視装置3(または監視装置7)が板厚異
常を認定すると、板厚異常が認定された圧延材に対し
て、圧延機の圧延実績(仕上入側圧延温度,圧下量,オ
ペレータ介入等)を原因推定ルールに適用して異常の発
生原因を推定する。
【0034】具体的には、最初に、先端板厚切れの原因
推定ルール(図7)を用いて異常の発生原因を推定す
る。まず、圧下位置が移動しているか否かを判断し(ス
テップST1)、移動していない場合には、速度バラン
スが悪いので(ステップST2)、後述する速度バラン
スの原因推定ルールを適用する。一方、圧下位置が移動
している場合には、圧下位置の移動に対してオペレータ
が介入しているか否かを判断する(ステップST3)。
【0035】圧下位置の移動に対してオペレータが介入
している場合には、所望の板厚を確保するためにオペレ
ータが介入したことが異常の発生原因であると推定する
(ステップST4)。一方、圧下位置の移動に対してオ
ペレータが介入していない場合には、荷重変動が発生し
ているか否かを判断する(ステップST5)。
【0036】荷重変動が発生していない場合には、AG
Cのシステムに不良個所があると推定する(ステップS
T6)。一方、荷重変動が発生している場合には、仕上
入側の圧延温度が変動したか否かを判断する(ステップ
ST7)。
【0037】仕上入側の圧延温度が変動した場合には、
上流の冷却過程に問題があるので(ステップST8)、
冷却過程の原因推定ルールを適用する。一方、仕上入側
の圧延温度が変動していない場合には、荷重が悪いの
で、フィードバック信号の計測に問題があると推定する
(ステップST9)。
【0038】次に、ステップST1で圧下位置が移動し
ていないと判断された場合には、速度バランスの原因推
定ルール(図8)を用いて異常の発生原因を推定する。
まず、実績速度と設定速度の偏差が基準値より大きいか
否かを判断し(ステップST11)、その偏差が基準値
より小さい場合には、FSUによる速度設定の不良が異
常の発生原因であると推定し、先進率の見直しを指示す
るガイダンスの提示をガイダンス処理部9に指令する
(ステップST12)。一方、実績速度と設定速度の偏
差が基準値より大きい場合には、速度のインパクトドロ
ップ量が基準値より大きいか否かを判断する(ステップ
ST13)。
【0039】速度のインパクトドロップ量が基準値より
小さい場合には、速度コントロール系が異常の発生原因
であると推定する(ステップST14)。一方、速度の
インパクトドロップ量が基準値より大きい場合には、速
度のインパクトドロップ補償が異常の発生原因であると
推定し、インパクトドロップ量の変化から問題発生スタ
ンドを特定する(ステップST15)。
【0040】次に、ステップST7で荷重変動が発生し
ていると判断された場合には、上述したように、冷却過
程の原因推定ルールを用いて異常の発生原因を推定する
が、これについては説明を省略する。
【0041】このようにして、ルール適用部8が異常の
発生原因を推定すると、ガイダンス処理部9がルール適
用部8の推定結果を表示装置5に表示する。なお、原因
推定ルールを複数のモジュールに分割しているのは、異
常の発生原因を効率よく高速に推定するためである。
【0042】以上で明らかなように、この実施の形態3
によれば、監視装置3(または監視装置7)が板厚異常
を認定すると、板厚異常が認定された圧延材に対して、
圧延機の圧延実績を原因推定ルールに適用して異常の発
生原因を推定するように構成したので、圧延実行中に異
常の発生原因を操作員6に認識させることができる効果
を奏する。
【0043】実施の形態4.図9はこの発明の実施の形
態4による異常診断装置を示す構成図であり、図におい
て、図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説
明を省略する。10は異常の発生原因が圧延機の速度バ
ランスにある場合、ルーパ角度実績から異常スタンドを
特定するモデル部(推定手段)である。
【0044】次に動作について説明する。まず、モデル
部10は、ルール適用部8が、異常の発生原因が圧延機
の速度バランスにあると推定する場合、圧延材が仕上ス
タンドミルに噛み込まれた時点から所定時間(角度監視
期間)、仕上スタンドミルと前段スタンド間に設置され
たルーパのルーパ角度実績LPACT を監視し、ルーパ角
度実績LPACT とルーパ角度設定値LPSET の偏差ΔL
Pを演算する(図10を参照)。 ΔLP=LPSET −LPACT
【0045】ルーパ角度実績LPACT とルーパ角度設定
値LPSET の偏差ΔLPが判定基準値より小さい場合に
は、そのルーパを挟むスタンド間では過張力が発生して
いないが、その偏差ΔLPが判定基準値より大きい場合
には、そのルーパが張力の影響で抑えられて、過張力が
発生していることになる。そこで、モデル部10は、そ
の偏差ΔLPが判定基準値より大きい場合には、そのス
タンド間で圧延材が引っ張られ、板厚切れが発生してい
ると推定する。なお、角度監視期間及び判定基準値は、
各スタンド毎に設定され、また、層別(鋼種,板厚,板
幅)毎に設定される。
【0046】例えば、6スタンドで構成される仕上タン
デム圧延機の場合、5スタンドと6スタンド間にあるル
ーパから上流に向かって上記の処理を実行する。例え
ば、3スタンドと4スタンド間に設置されているルーパ
において、偏差ΔLPが判定基準値より大きい場合に
は、3スタンドの速度実績が設定値より遅いことが原因
で、3スタンドと4スタンド間に過張力が発生している
と理解されるので、3スタンドを異常スタンドとして特
定する。
【0047】このようにして、3スタンドが異常スタン
ドとして特定された場合、3スタンドより前段にある全
ての仕上スタンド(3スタンドを含む)に対して速度を
修正する必要があるので、ガイダンス処理部9は、修正
の必要がある仕上スタンドを表示装置5に表示するとと
もに、速度の修正が必要である等のメッセージを表示装
置5に表示する。
【0048】以上で明らかなように、この実施の形態4
によれば、異常の発生原因が圧延機の速度バランスにあ
る場合、ルーパ角度実績から異常スタンドを特定するよ
うに構成したので、操作員6は板厚切れの原因に対する
処理を直ちに開始することができるようになり、その結
果、歩留まりの高い圧延材を製造することができる効果
を奏する。
【0049】実施の形態5.上記実施の形態4では、ル
ーパ角度実績から異常スタンドを特定するものについて
示したが、スタンドミルに対する速度の修正実績から異
常スタンドを特定するようにしてもよい。
【0050】即ち、モデル部10は、ルール適用部8
が、異常の発生原因が圧延機の速度バランスにあると推
定する場合、各仕上スタンドミルに対する速度の修正実
績を記憶する。そして、モデル部10は、各仕上スタン
ドミルに対する速度の修正実績と判定基準値を比較し、
速度の修正実績が判定基準値を上回る場合、そのスタン
ドと次スタンド間に過張力が発生して、圧延材が引っ張
られ、板厚切れが発生していると推定する(図11を参
照)。
【0051】このように、速度の修正実績から板厚切れ
の発生を推定することができる理由は、仕上スタンドミ
ルの速度設定が理想的な値に設定された場合には、安定
した圧延が実行されるため、各仕上スタンドミルに対す
る速度の修正量はほぼゼロになるが、速度設定が悪い場
合には、各仕上スタンドミルに対する速度の修正実績が
大きくなり、スタンド間に過張力が必然的に発生するか
らである。
【0052】例えば、6スタンドで構成される仕上タン
デム圧延機の場合、5スタンドから上流に向かって上記
の処理を実行する。例えば、3スタンドにおいて、速度
の修正実績が判定基準値を上回る場合、3スタンドの速
度実績が設定値より遅いことが原因で、3スタンドと4
スタンド間に過張力が発生していると理解されるので、
3スタンドを異常スタンドとして特定する。
【0053】このようにして、3スタンドが異常スタン
ドとして特定された場合、3スタンドより前段にある全
ての仕上スタンド(3スタンドを含む)に対して速度を
修正する必要があるので、ガイダンス処理部9は、修正
の必要がある仕上スタンドを表示装置5に表示するとと
もに、速度の修正が必要である等のメッセージを表示装
置5に表示する。
【0054】以上で明らかなように、この実施の形態5
によれば、異常の発生原因が圧延機の速度バランスにあ
る場合、スタンドミルに対する速度の修正実績から異常
スタンドを特定するように構成したので、操作員6は板
厚切れの原因に対する処理を直ちに開始することができ
るようになり、その結果、歩留まりの高い圧延材を製造
することができる効果を奏する。また、上記実施の形態
4と異なり、操作員6の介入が原因で板厚切れが発生し
た場合にも、異常スタンドを特定することができる。
【0055】実施の形態6.上記実施の形態4では、ル
ーパ角度実績から異常スタンドを特定するものについて
示したが、ミルモータのトルク実績と圧延荷重実績から
各スタンドの張力実績を演算し、各スタンドの張力実績
から異常スタンドを特定するようにしてもよい。
【0056】即ち、モデル部10は、ルール適用部8
が、異常の発生原因が圧延機の速度バランスにあると推
定する場合、圧延材が各仕上スタンドミルに噛み込まれ
る時点のミルモータのトルク実績と圧延荷重実績を記憶
し、各スタンドの張力実績σfを演算する。
【0057】ΔG=(G0/F0)×F’−G’ ΔG×ω=A×v×σf ΔG×ω=A×R×(1+f)×σf σf={1/A×R×(1+f)}×{(G0/F0)×
F’−G’} ただし、G0 :基準時間のミルモータトルク G’:仕上スタンドミル噛み込み時のミルモータトルク F0 :基準時間の圧延荷重 F’:仕上スタンドミル噛み込み時の圧延荷重 ω :第1スタンドロール速度 A :第1と第2スタンド間の板断面積 f :第1スタンド先進率 v :第1スタンド出側板速度 R :第1スタンドワークロール半径 なお、上記演算式は、第1スタンドを対象スタンドと
し、第2スタンドを対象スタンドの後段スタンドとして
いる。
【0058】上記のようにして、各スタンド毎に張力実
績σfを演算すると、張力実績σfと張力設定値σf
SET の偏差Δσfを演算する。 Δσf=σfSET −σf そして、モデル部10は、その偏差Δσfと判定基準値
を比較し、その偏差Δσfが判定基準値を上回る場合、
判定基準値を上回るスタンドが過張力状態にあり、その
スタンドの速度設定に問題があると判断する。なお、判
定基準値は、各スタンド毎に設定され、また、層別(鋼
種,板厚,板幅)毎に設定される。
【0059】例えば、6スタンドで構成される仕上タン
デム圧延機の場合、5スタンドから1スタンドに向かっ
て上記の処理を実行する。例えば、3スタンドで判定基
準値を上回る場合には、3スタンドの速度実績が設定値
より遅いことが原因で、3スタンドと4スタンド間に過
張力が発生していると理解されるので、3スタンドを異
常スタンドとして特定する。
【0060】このようにして、3スタンドが異常スタン
ドとして特定された場合、3スタンドより前段にある全
ての仕上スタンド(3スタンドを含む)に対して速度を
修正する必要があるので、ガイダンス処理部9は、修正
の必要がある仕上スタンドを表示装置5に表示するとと
もに、速度の修正が必要である等のメッセージを表示装
置5に表示する。
【0061】以上で明らかなように、この実施の形態6
によれば、異常の発生原因が圧延機の速度バランスにあ
る場合、ミルモータのトルク実績と圧延荷重実績から各
スタンドの張力実績を演算し、各スタンドの張力実績か
ら異常スタンドを特定するように構成したので、操作員
6は板厚切れの原因に対する処理を直ちに開始すること
ができるようになり、その結果、歩留まりの高い圧延材
を製造することができる効果を奏する。また、上記実施
の形態4,5では、ルーパの角度実績等を用いて異常ス
タンドを特定するため、ルーパが立ち上がるまでの約1
秒間は、異常スタンドを特定することができないが、こ
の実施の形態6では、圧延材が仕上スタンドミルに噛み
込まれた時点から異常スタンドを特定することができ
る。
【0062】実施の形態7.図12はこの発明の実施の
形態7による異常診断装置を示す構成図であり、図にお
いて、図9と同一符号は同一または相当部分を示すので
説明を省略する。11はルーパ角度実績からスタンドミ
ルの速度修正量を演算し、その速度修正量に基づいてス
タンドミルの速度設定値を修正するオンライン修正部
(修正手段)である。
【0063】次に動作について説明する。上記実施の形
態4では、ルーパ角度実績から異常スタンドを特定する
ものについて示したが、この実施の形態7では、異常ス
タンドを特定すると、オンライン修正部11が、ルーパ
角度実績LPACTi等を下記の演算式に代入して、異常ス
タンドより前段にある全てのスタンドミルの速度修正量
ΔVi を演算する。 ΔVi =ΔSLPi /Ti ΔSLPi ={(k1i・ΔLPi 2+(k2i・ΔLP
i 21/2+{(k3i・ΔLPi 2+(k4i・ΔLP
i 21/2 ΔLPi =LPSETi−LPACTi ただし、Ti :角度監視期間 k1i〜k4i:ルーパ設備,材料サイズ,鋼種等から決ま
る値 i :仕上スタンドの番号(i=1〜N)
【0064】そして、オンライン修正部11は、スタン
ドミルの速度修正量ΔVi を演算すると、圧延実行中の
オンライン状態でスタンドミルの速度修正量ΔVi に基
づいてスタンドミルの速度設定値を修正する。
【0065】以上で明らかなように、この実施の形態7
によれば、ルーパ角度実績からスタンドミルの速度修正
量を演算し、その速度修正量に基づいてスタンドミルの
速度設定値を修正するように構成したので、圧延実行中
に異常スタンドに係るスタンドミルの速度設定値を最適
値に修正することができる効果を奏する。
【0066】実施の形態8.上記実施の形態5では、ス
タンドミルに対する速度の修正実績から異常スタンドを
特定するものについて示したが、この実施の形態8で
は、異常スタンドを特定すると、オンライン修正部11
が、速度の修正実績等を下記の演算式に代入して、異常
スタンドより前段にある全てのスタンドミルの先進率修
正量Δαi を演算する。
【0067】 Δαi =(SVELPCi+SVEOPEi+SVEDMCi)/V
ACTi ただし、SVELPCi:ルーパiからのiスタンドに対す
る速度修正量 SVEOPEi:操作員からのiスタンドに対する速度修正
量 SVEDMCi:i+1スタンドからのiスタンドに対する
速度修正量 VACTi :iスタンドミルの圧延ロール速度実績 i :仕上スタンド及びルーパの番号(i=1〜
N)
【0068】そして、オンライン修正部11は、スタン
ドミルの先進率修正量Δαi を演算すると、圧延実行中
のオンライン状態でスタンドミルの先進率修正量Δαi
に基づいてスタンドミルの先進率設定値を修正する。
【0069】以上で明らかなように、この実施の形態8
によれば、スタンドミルに対する速度の修正実績から先
進率修正量を演算し、その先進率修正量に基づいてスタ
ンドミルの先進率設定値を修正するように構成したの
で、圧延実行中に異常スタンドに係るスタンドミルの先
進率設定値を最適値に修正することができる効果を奏す
る。また、この実施の形態8によれば、設定計算で使用
している圧延物理現象と、現実の圧延現象が異なる場合
でも、板厚異常の発生を抑制することができる。
【0070】実施の形態9.上記実施の形態6では、各
スタンドの張力実績から異常スタンドを特定するものに
ついて示したが、この実施の形態9では、異常スタンド
を特定すると、オンライン修正部11が、各スタンドの
張力実績σf等を下記の演算式に代入して、異常スタン
ドより前段にある全てのスタンドミルモータのトルク修
正量ΔTqiを演算する。
【0071】ΔTqi =q×(ΣΔσf/m) Δσf =σfSET −σf ただし、q:圧延ロール,材料サイズ,鋼種等から決ま
る値 m:偏差Δσfの計測個数 i:仕上スタンドの番号(i=1〜N)
【0072】そして、オンライン修正部11は、スタン
ドミルモータのトルク修正量ΔTqi を演算すると、圧
延実行中のオンライン状態でスタンドミルモータのトル
ク修正量ΔTqi に基づいてスタンドミルモータのトル
ク設定値を修正する。
【0073】以上で明らかなように、この実施の形態9
によれば、各スタンドの張力実績からミルモータのトル
ク修正量を演算し、そのトルク修正量に基づいてミルモ
ータのトルク設定値を修正するように構成したので、圧
延実行中に異常スタンドに係るスタンドミルモータのト
ルク設定値を最適値に修正することができる効果を奏す
る。
【0074】実施の形態10.図13はこの発明の実施
の形態10による異常診断装置を示す構成図であり、図
において、図12と同一符号は同一または相当部分を示
すので説明を省略する。12はオンライン修正部11の
修正結果を事前検証するシミュレータ(シミュレーショ
ン手段)である。
【0075】次に動作について説明する。上記実施の形
態7〜9では、オンライン修正部11が修正量を演算す
ると、直ちにその修正量に基づいて設定値を修正するも
のについて示したが、実際に修正する前に当該設定値を
用いて圧延機の物理現象等をシミュレーションするよう
にしてもよい。
【0076】即ち、オンライン修正部11が修正後の設
定値を制御系に反映させる前に、シミュレータ12が、
プラントのモデルや制御系の特性を考慮して、その設定
値を使用した場合の圧延材の板厚,ルーパ角度,ミル速
度,圧下位置等をシミュレーションし、正常に動作する
か否かを確認する。そして、正常な動作を確認できれ
ば、オンライン修正部11に対して設定値を制御系に反
映させる指示を与える。一方、正常な動作を確認できな
ければ、オンライン修正部11に対して設定値の修正を
指示し、再度、修正後の設定値を用いてシミュレーショ
ンを実行する。
【0077】以上で明らかなように、この実施の形態1
0によれば、オンライン修正部11の修正結果を事前検
証するように構成したので、プラント設備全体の挙動が
保証されるようになり、その結果、プラント設備の安定
操業と圧延材の品質向上が得られる効果を奏する。
【0078】実施の形態11.図14はこの発明の実施
の形態11による異常診断装置を示す構成図であり、図
において、図13と同一符号は同一または相当部分を示
すので説明を省略する。13はオンライン修正部11の
修正結果をロール単位に学習する学習部(学習手段)で
ある。
【0079】次に動作について説明する。上記実施の形
態7〜9では、オンライン修正部11が設定値を修正す
るものについて示したが、圧延実行中のオンライン状態
で設定値を修正する場合、モデル式を用いて修正するた
め、モデルに誤差があると、板厚精度が劣化する不具合
が発生する。
【0080】そこで、この実施の形態11では、学習部
13が、圧延ロールと圧延材の摩擦や、圧延ロールの摩
耗等による影響(モデルの誤差)をゼロに収束させるた
め、圧延ロールを交換する毎に、下記に示す学習を実行
して、設定値を修正する。 Gr’ =(ΔVN +VN )/VN GrN+1 =(1−α)×GrN +α×Gr’ ただし、α :学習平滑化係数(0〜1) Gr’ :今回の圧延による誤差 GrN :今回の制御に使用された設定値 GrN+1 :今回の学習結果を反映させた設定値
【0081】以上で明らかなように、この実施の形態1
1によれば、オンライン修正部11の修正結果をロール
単位に学習するように構成したので、圧延ロールと圧延
材の摩擦や、圧延ロールの摩耗等による影響を低減する
ことができるようになり、その結果、板厚精度の向上を
図ることができる効果を奏する。
【0082】実施の形態12.図15はこの発明の実施
の形態12による異常診断装置を示す構成図であり、図
において、図13と同一符号は同一または相当部分を示
すので説明を省略する。14はオンライン修正部11の
修正結果を層別に学習する学習部(学習手段)である。
【0083】次に動作について説明する。上記実施の形
態11では、オンライン修正部11の修正結果をロール
単位に学習するものについて示したが、オンライン修正
部11の修正結果を層別に学習するようにしてもよい。
【0084】即ち、学習部14が、材料の硬度や板厚・
板幅等に依存する変形抵抗等の影響(モデルの誤差)を
ゼロに収束させるため、層別(鋼種,板厚,板幅)毎
に、下記に示す学習を実行して、設定値を修正する。G
r’ =(ΔVN +VN )/VN GrN+1 =(1−α)×GrN +α×Gr’ ただし、α :学習平滑化係数(0〜1) Gr’ :今回の圧延による誤差 GrN :今回の制御に使用された設定値 GrN+1 :今回の学習結果を反映させた設定値
【0085】以上で明らかなように、この実施の形態1
2によれば、オンライン修正部11の修正結果を層別に
学習するように構成したので、材料に依存する変形抵抗
等の影響を低減することができるようになり、その結
果、板厚精度の向上を図ることができる効果を奏する。
なお、圧延頻度の少ない圧延材に対しても、板厚精度の
向上を図ることができる効果を奏する。
【0086】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、圧延
機により圧延された圧延材の板厚と目標板厚の偏差を演
算し、その偏差が基準値を越えると板厚異常を認定する
ように構成したので、圧延実行中に板厚異常を診断する
ことができる効果がある。
【0087】この発明によれば、板厚の局所的最小値と
局所的最大値を検出するとともに、その局所的最小値と
局所的最大値の偏差を演算し、その偏差が基準値を越え
ると板厚異常を認定するように構成したので、板厚が大
きく変動するような板厚異常を診断することができる効
果がある。
【0088】この発明によれば、圧延機の圧延実績を原
因推定ルールに適用して異常の発生原因を推定するよう
に構成したので、圧延実行中に異常の発生原因を操作員
に認識させることができる効果がある。
【0089】この発明によれば、異常の発生原因が圧延
機の速度バランスにある場合、ルーパ角度実績から異常
スタンドを特定するように構成したので、操作員は板厚
切れの原因に対する処理を直ちに開始することができる
ようになり、その結果、歩留まりの高い圧延材を製造す
ることができる効果がある。
【0090】この発明によれば、異常の発生原因が圧延
機の速度バランスにある場合、スタンドミルに対する速
度の修正実績から異常スタンドを特定するように構成し
たので、操作員は板厚切れの原因に対する処理を直ちに
開始することができるようになり、その結果、歩留まり
の高い圧延材を製造することができる効果がある。
【0091】この発明によれば、ミルモータのトルク実
績と圧延荷重実績から各スタンドの張力実績を演算し、
各スタンドの張力実績から異常スタンドを特定するよう
に構成したので、操作員は板厚切れの原因に対する処理
を直ちに開始することができるようになり、その結果、
歩留まりの高い圧延材を製造することができる効果があ
る。
【0092】この発明によれば、ルーパ角度実績からス
タンドミルの速度修正量を演算し、その速度修正量に基
づいてスタンドミルの速度設定値を修正するように構成
したので、圧延実行中に異常スタンドに係るスタンドミ
ルの速度設定値を最適値に修正することができる効果が
ある。
【0093】この発明によれば、スタンドミルに対する
速度の修正実績から先進率修正量を演算し、その先進率
修正量に基づいてスタンドミルの先進率設定値を修正す
るように構成したので、圧延実行中に異常スタンドに係
るスタンドミルの先進率設定値を最適値に修正すること
ができる効果がある。
【0094】この発明によれば、各スタンドの張力実績
からミルモータのトルク修正量を演算し、そのトルク修
正量に基づいてミルモータのトルク設定値を修正するよ
うに構成したので、圧延実行中に異常スタンドに係るス
タンドミルモータのトルク設定値を最適値に修正するこ
とができる効果がある。
【0095】この発明によれば、修正手段の修正結果を
事前検証するシミュレーション手段を設けるように構成
したので、プラント設備全体の挙動が保証されるように
なり、その結果、プラント設備の安定操業と圧延材の品
質向上が得られる効果がある。
【0096】この発明によれば、修正手段の修正結果を
再修正する再修正手段を設けるように構成したので、修
正手段の修正結果が不適切である場合には、その修正結
果を修正することができる効果がある。
【0097】この発明によれば、修正手段の修正結果を
ロール単位に学習するように構成したので、圧延ロール
と圧延材の摩擦や、圧延ロールの摩耗等による影響を低
減することができるようになり、その結果、板厚精度の
向上を図ることができる効果がある。
【0098】この発明によれば、修正手段の修正結果を
層別に学習するように構成したので、材料に依存する変
形抵抗等の影響を低減することができるようになり、そ
の結果、板厚精度の向上を図ることができる効果があ
る。
【0099】この発明によれば、圧延機により圧延され
た圧延材の板厚と目標板厚の偏差を演算するとともに、
その偏差を基準値と比較して、その偏差が基準値を越え
ると板厚異常を認定するように構成したので、圧延実行
中に板厚異常を診断することができる効果がある。
【0100】この発明によれば、板厚の局所的最小値と
局所的最大値を検出し、その局所的最小値と局所的最大
値の偏差を演算するとともに、その偏差を基準値と比較
して、その偏差が基準値を越えると板厚異常を認定する
ように構成したので、板厚が大きく変動するような板厚
異常を診断することができる効果がある。
【0101】この発明によれば、圧延機の圧延実績を原
因推定ルールに適用して異常の発生原因を推定するよう
に構成したので、圧延実行中に異常の発生原因を操作員
に認識させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による異常診断装置
を示す構成図である。
【図2】 板厚異常を説明する説明図である。
【図3】 表示装置の表示例を示す説明図である。
【図4】 この発明の実施の形態2による異常診断装置
を示す構成図である。
【図5】 板厚異常を説明する説明図である。
【図6】 この発明の実施の形態3による異常診断装置
を示す構成図である。
【図7】 先端板厚切れの原因推定ルールを示すフロー
チャートである。
【図8】 速度バランスの原因推定ルールを示すフロー
チャートである。
【図9】 この発明の実施の形態4による異常診断装置
を示す構成図である。
【図10】 板厚異常を説明する説明図である。
【図11】 板厚異常を説明する説明図である。
【図12】 この発明の実施の形態7による異常診断装
置を示す構成図である。
【図13】 この発明の実施の形態10による異常診断
装置を示す構成図である。
【図14】 この発明の実施の形態11による異常診断
装置を示す構成図である。
【図15】 この発明の実施の形態12による異常診断
装置を示す構成図である。
【符号の説明】
2 制御装置(計測手段)、3 監視装置(演算手段、
認定手段)、4 ガイダンス用処理装置(提示手段)、
5 表示装置(提示手段)、7 監視装置(検出手段、
演算手段、認定手段)、8 ルール適用部(推定手
段)、9 ガイダンス処理部(推定手段)、10 モデ
ル部(推定手段)、11 オンライン修正部(修正手
段)、12 シミュレータ(シミュレーション手段)、
13,14 学習部(学習手段)。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−192930(JP,A) 特開 平8−323408(JP,A) 特開 平8−1219(JP,A) 特開 平5−200421(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 37/00 - 37/78 B21C 51/00

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延機により圧延された圧延材の板厚を
    計測する計測手段と、上記計測手段により計測された板
    厚と目標板厚の偏差を演算する演算手段と、上記演算手
    段により演算された偏差を基準値と比較し、その偏差が
    基準値を越えると板厚異常を認定する認定手段と、上記
    認定手段の認定結果を提示する提示手段とを備えた異常
    診断装置。
  2. 【請求項2】 圧延機により圧延された圧延材の板厚を
    計測する計測手段と、上記計測手段の計測結果から板厚
    の局所的最小値を検出するとともに、板厚の局所的最大
    値を検出する検出手段と、上記検出手段により検出され
    た局所的最小値と局所的最大値の偏差を演算する演算手
    段と、上記演算手段により演算された偏差を基準値と比
    較し、その偏差が基準値を越えると板厚異常を認定する
    認定手段と、上記認定手段の認定結果を提示する提示手
    段とを備えた異常診断装置。
  3. 【請求項3】 圧延機の圧延実績を原因推定ルールに適
    用して異常の発生原因を推定し、その推定結果を提示手
    段に出力する推定手段を設けたことを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の異常診断装置。
  4. 【請求項4】 推定手段は、異常の発生原因が圧延機の
    速度バランスにある場合、ルーパ角度実績から異常スタ
    ンドを特定することを特徴とする請求項3記載の異常診
    断装置。
  5. 【請求項5】 推定手段は、異常の発生原因が圧延機の
    速度バランスにある場合、スタンドミルに対する速度の
    修正実績から異常スタンドを特定することを特徴とする
    請求項3記載の異常診断装置。
  6. 【請求項6】 推定手段は、ミルモータのトルク実績と
    圧延荷重実績から各スタンドの張力実績を演算し、各ス
    タンドの張力実績から異常スタンドを特定することを特
    徴とする請求項3記載の異常診断装置。
  7. 【請求項7】 ルーパ角度実績からスタンドミルの速度
    修正量を演算し、その速度修正量に基づいてスタンドミ
    ルの速度設定値を修正する修正手段を設けたことを特徴
    とする請求項4記載の異常診断装置。
  8. 【請求項8】 スタンドミルに対する速度の修正実績か
    ら先進率修正量を演算し、その先進率修正量に基づいて
    スタンドミルの先進率設定値を修正する修正手段を設け
    たことを特徴とする請求項5記載の異常診断装置。
  9. 【請求項9】 各スタンドの張力実績からミルモータの
    トルク修正量を演算し、そのトルク修正量に基づいてミ
    ルモータのトルク設定値を修正する修正手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項6記載の異常診断装置。
  10. 【請求項10】 修正手段の修正結果を事前検証するシ
    ミュレーション手段を設けたことを特徴とする請求項7
    から請求項のうちのいずれか1項記載の異常診断装
    置。
  11. 【請求項11】 修正手段の修正結果を再修正する再修
    正手段を設けたことを特徴とする請求項10記載の異常
    診断装置。
  12. 【請求項12】 修正手段の修正結果をロール単位に学
    習する学習手段を設けたことを特徴とする請求項10記
    載の異常診断装置。
  13. 【請求項13】 修正手段の修正結果を層別に学習する
    学習手段を設けたことを特徴とする請求項10記載の異
    常診断装置。
  14. 【請求項14】 圧延機により圧延された圧延材の板厚
    を計測して、その圧延材の板厚と目標板厚の偏差を演算
    するとともに、その偏差を基準値と比較して、その偏差
    が基準値を越えると板厚異常を認定し、その認定結果を
    提示する異常診断方法。
  15. 【請求項15】 圧延機により圧延された圧延材の板厚
    を計測して、その板厚の局所的最小値と局所的最大値を
    検出し、その局所的最小値と局所的最大値の偏差を演算
    するとともに、その偏差を基準値と比較して、その偏差
    が基準値を越えると板厚異常を認定し、その認定結果を
    提示する異常診断方法。
  16. 【請求項16】 圧延機の圧延実績を原因推定ルールに
    適用して異常の発生原因を推定し、その推定結果を提示
    することを特徴とする請求項14または請求項15記載
    の異常診断方法。
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