JP5407673B2

JP5407673B2 - 熱間圧延ラインにおけるトラッキングセンサのオンライン診断方法

Info

Publication number: JP5407673B2
Application number: JP2009202477A
Authority: JP
Inventors: 哲也福嶋
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-09-02
Also published as: JP2011050990A

Description

本発明は、熱間圧延ラインに設置されているトラッキングセンサのオンライン診断方法に関する。

熱間圧延ラインでは、搬送される被圧延材をトラッキングするために、所定の個所にトラッキングセンサが設置されている。トラッキングセンサとしては、ＣＭＤ（ＣｏｌｄＭｅｔａｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）やＨＭＤ（ＨｏｔＭｅｔａｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）などが用いられている。ＣＭＤはレーザー光線の遮光によって、ＨＭＤは通常４００℃以上の物体から発せられる赤外線の受光によって、物体の存在を検知するものである。

このようなトラッキングセンサは、その設置位置を被圧延材の先端が通過すると、オフ状態からオン状態に変化する（オン動作を開始する）ので、それによって被圧延材の先端が通過したことを検知することができる。また、その設置位置を被圧延材の尾端が通過すると、オン状態からオフ状態に変化する（オフ動作を開始する）ので、それによって被圧延材の尾端が通過したことを検知することができる。

しかし、上記のようなオン／オフ動作によって被圧延材の通過を検知するトラッキングセンサは、水蒸気・光量低下・温度低下・異物混入などで誤作動を起こすことがある。トラッキングセンサが誤作動を起こすと、トラッキング異常となり、これにより設備の動作やセットアップのタイミングを失い、突発的にラインを停止させることもあり、最悪の場合は設備を破壊しかねない。

したがって、トラッキングセンサの動作異常を早い段階で知ることができれば、ライン停止時などにトラッキングセンサを交換するなどの対応をすることが可能となり、突発的なライン停止を防止できる。そのため、従来からトラッキングセンサの異常を早期に判別するための異常判別方法（診断方法）がとられてきた。

例えば、特許文献１には、圧延ラインに設置されている少なくとも３個所以上のトラッキングセンサ（第１ＨＭＤ、第２ＨＭＤ、第３ＨＭＤ）について、第１移動距離（第１ＨＭＤのオン動作開始から第２ＨＭＤのオン動作開始までの時間×速度）と第２移動距離（第２ＨＭＤのオン動作開始から第３ＨＭＤのオン動作開始までの時間×速度）を算出して、トラッキングセンサの異常の有無を判別する技術が記載されている。

特開平０９−２１８０８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、少なくとも３個所以上に設置されたトラッキングセンサでの異常診断を行っているため、トラッキングセンサの設置個所を少なくしてコストの削減を図っている場合には、そのまま適用することが難しいという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特許文献１に記載の技術よりも数が少ない２個所に設置されたトラッキングセンサでの異常診断を行うことができる、熱間圧延ラインにおけるトラッキングセンサのオンライン診断方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］熱間圧延ラインにおいて、搬送される被圧延材のトラッキングを行うために設置され、被圧延材の通過によってオン動作またはオフ動作を開始するトラッキングセンサについて、その異常の有無をオンラインで診断する方法であって、
所定の間隔をおいて２個所に設置されたトラッキングセンサについて、上流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻と被圧延材の搬送速度とから下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始する時刻を算出し、その算出したオン動作またはオフ動作の開始時刻と、実際に下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻とを比較し、その時間差が許容範囲を超えている場合は、トラッキングセンサが異常であると判定することを特徴とする、熱間圧延ラインにおけるトラッキングセンサのオンライン診断方法。

［２］前記［１］に記載のオンライン診断方法において、下流側のトラッキングセンサが異常であると判定された場合、その後は、上流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻と被圧延材の搬送速度とから下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始する時刻を算出し、その算出したオン動作またはオフ動作の開始時刻を、実際に下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻と見なしてトラッキングを行うことを特徴とする、熱間圧延ラインにおけるトラッキングセンサのオンライン診断方法。

本発明においては、特許文献１に記載の技術よりも数が少ない２個所に設置されたトラッキングセンサでの異常診断を行うことができる。したがって、トラッキングセンサの設置個所を少なくしてコストの削減を図っている場合でも、十分に適用することが可能である。

本発明の一実施形態が適用される熱間圧延ラインを示す側面図である。本発明の一実施形態におけるトラッキングセンサの診断手順を示すフロー図である。本発明の一実施形態におけるトラッキングセンサの診断手順を示すフロー図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用される熱間圧延ラインを示す側面図である。この熱間圧延ラインには、搬送ロール１により搬送される被圧延材（スラブあるいは鋼板）２のトラッキングを行うために、所定の間隔をおいて２個所にトラッキングセンサが設置されている。上流側のトラッキングセンサ４と下流側のトラッキングセンサ５である。

これらの上流側トラッキングセンサ４と下流側トラッキングセンサ５は、正常であれば、その設置位置を被圧延材２の先端が通過すると、オフ状態からオン状態に変化する（オン動作を開始する）ようになっているとともに、その設置位置を被圧延材の尾端が通過すると、オン状態からオフ状態に変化する（オフ動作を開始する）ようになっている。

また、搬送ロール１には、被圧延材２の搬送速度を検出するために、速度検出器（パルスジェネレータ）３が取り付けられている。これにより、被圧延材２の搬送速度が常時計測されるようになっている。なお、被圧延材２の搬送速度を検出する装置としては、他に被圧延材２に直接触れて被圧延材２の搬送速度を検出するメジャーリングロールなどがあり、これらを用いてもよい。

その上で、この実施形態においては、上流側トラッキングセンサ４は正常であるとし、以下のようにして、下流側トラッキングセンサ５の異常の有無を診断するようにしている。

すなわち、被圧延材２の先端または尾端が上流側トラッキングセンサ４の設置位置を通過することによって、上流側トラッキングセンサ４がオン動作またはオフ動作を開始したら、上流側トラッキングセンサ４の設置位置を開始点にして、被圧延材２の先端または尾端の連続トラッキングを開始し、被圧延材２の先端または尾端が下流側トラッキングセンサ５の設置位置を通過する時刻（すなわち、下流側トラッキングセンサ５がオン動作またはオフ動作を開始する時刻）を算出する。そして、この算出した開始時刻と、実際に下流側トラッキングセンサ５がオン動作またはオフ動作を開始した時刻とを比較し、その時間差が許容範囲を超えている場合は、下流側トラッキングセンサ５に動作異常があると判定する。

なお、上記の連続トラッキングとは、任意の通過位置とその通過時刻を開始点にして、搬送速度検出装置（パルスジェネレータ３等）からの搬送速度情報を用いて、被圧延材２の通過位置（到達位置）や通過時刻（到達時刻）を計算し、連続的にトラッキングすることである。

上述したようなこの実施形態における下流側トラッキングセンサ５の診断方法について、その具体的な診断手順を図２、図３に示したフロー図に基づいて説明する。図２は被圧延材２の先端をトラッキング対象にして診断する場合であり、図３は被圧延材２の尾端をトラッキング対象にして診断する場合である。

なお、ここでは、上流側トラッキングセンサ４をセンサＡ、下流側トラッキングセンサ５をセンサＢとし、それぞれの設置位置をＡ地点、Ｂ地点としている。

まず、被圧延材２の先端をトラッキング対象にして診断する場合は、図２に示すように、以下のような手順で下流側トラッキングセンサ５の診断を行う。

（Ｓ１）被圧延材２の先端がセンサＡの設置位置（Ａ地点）を通過すると、センサＡはオン動作を開始する。

（Ｓ２）そして、センサＡがオン動作を開始したら、センサＡの設置位置（Ａ地点）を開始点として、被圧延材２の先端の連続トラッキングを開始する。

（Ｓ３）上記（Ｓ２）の連続トラッキングにおいて、被圧延材２の先端がセンサＢの設置位置（Ｂ地点）に到達・通過することを連続トラッキングＢオン発生と呼ぶこととし、一方、センサＢがオン動作を開始することをセンサＢオン発生と呼ぶことにして、連続トラッキングＢオン発生の前にセンサＢオン発生か否かを判断する。

（Ｓ４．１）上記（Ｓ３）において、連続トラッキングＢオン発生の前にセンサＢオン発生の場合は、センサＢオン発生時刻から連続トラッキングＢオン発生時刻までの時間（時間差）をカウントする。

（Ｓ４．２）上記（Ｓ３）において、連続トラッキングＢオン発生の後にセンサＢオン発生の場合は、連続トラッキングＢオン発生時刻からセンサＢオン発生時刻までの時間（時間差）をカウントする。

（Ｓ５）上記の（Ｓ４．１）または（Ｓ４．２）における時間差が許容範囲以内であるか否かを判断する。

（Ｓ６．１）上記（Ｓ５）において、時間差が許容範囲以内であれば、センサＢは正常であると判定する。

（Ｓ６．２）上記（Ｓ５）において、時間差が許容範囲を超えていれば、センサＢは異常であると判定する。

また、被圧延材２の尾端をトラッキング対象にして診断する場合は、図３に示すように、以下のような手順で下流側トラッキングセンサ５の診断を行う。

（Ｐ１）被圧延材２の尾端がセンサＡの設置位置（Ａ地点）を通過すると、センサＡはオフ動作を開始する。

（Ｐ２）そして、センサＡがオフ動作を開始したら、センサＡの設置位置（Ａ地点）を開始点として、被圧延材２の尾端の連続トラッキングを開始する。

（Ｐ３）上記（Ｐ２）の連続トラッキングにおいて、被圧延材２の尾端がセンサＢの設置位置（Ｂ地点）に到達・通過することを連続トラッキングＢオフ発生と呼ぶこととし、一方、センサＢがオフ動作を開始することをセンサＢオフ発生と呼ぶことにして、連続トラッキングＢオフ発生の前にセンサＢオフ発生か否かを判断する。

（Ｐ４．１）上記（Ｐ３）において、連続トラッキングＢオフ発生の前にセンサＢオフ発生の場合は、センサＢオフ発生時刻から連続トラッキングＢオフ発生時刻までの時間（時間差）をカウントする。

（Ｐ４．２）上記（Ｐ３）において、連続トラッキングＢオフ発生の後にセンサＢオフ発生の場合は、連続トラッキングＢオフ発生時刻からセンサＢオフ発生時刻までの時間（時間差）をカウントする。

（Ｐ５）上記の（Ｐ４．１）または（Ｐ４．２）における時間差が許容範囲以内であるか否かを判断する。

（Ｐ６．１）上記（Ｐ５）において、時間差が許容範囲以内であれば、センサＢは正常であると判定する。

（Ｐ６．２）上記（Ｐ５）において、時間差が許容範囲以内であれば、センサＢは異常であると判定する。

なお、上述した、被圧延材２の先端をトラッキング対象にした診断と、被圧延材２の尾端をトラッキング対象にした診断のいずれか一方を行うことでもよいが、できるだけ両方を行うことが好ましい。

また、時間差に対する許容範囲を狭くすることによって、より一層精度の高い診断を行うことができる。

そして、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）のオン動作開始タイミングやオフ動作開始タイミングで様々な設備の動作やセットアップが行われることが多いので、上記の診断の結果、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）が異常であると判定された場合、それ以降は、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）に替えて、連続トラッキングを採用するようにする。すなわち、連続トラッキングＢオン発生時刻をセンサＢオン発生時刻とみなし、連続トラッキングＢオフ発生時刻をセンサＢオフ発生時刻とみなして、トラッキングを行うようにする。そして、次の定期的なライン停止時に、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）の点検・修理・交換を行う。

また、逆に、上記の診断の結果、所定の期間内（例えば、蒸気の発生しやすい冬場の１ヶ月間）で下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）の異常判定が１度も起こらなければ、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）と連続トラッキングはよく一致していると考えて、定常的に、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）の代替として、連続トラッキングを採用することも可能である。これによって、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）のメンテナンスコストが不要となる。

なお、上記のおいては、上流側トラッキングセンサ４（センサＡ）は正常であるとして、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）の異常の有無を診断しているが、同様に、下流側トラッキングセンサ５（センサＢ）は正常であるとして、上流側トラッキングセンサ４（センサＡ）の異常の有無を診断することもできる。

１搬送ロール
２被圧延材（スラブあるいは鋼板）
３速度検出器（パルスジェネレータ）
４上流側トラッキングセンサ（センサＡ）
５下流側トラッキングセンサ（センサＢ）

Claims

熱間圧延ラインにおいて、搬送される被圧延材のトラッキングを行うために設置され、被圧延材の通過によってオン動作またはオフ動作を開始するトラッキングセンサについて、その異常の有無をオンラインで診断する方法であって、
所定の間隔をおいて２個所に設置されたトラッキングセンサについて、上流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻と被圧延材の搬送速度とから下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始する時刻を算出し、その算出したオン動作またはオフ動作の開始時刻と、実際に下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻とを比較し、その時間差が許容範囲を超えている場合は、トラッキングセンサが異常であると判定し、下流側のトラッキングセンサが異常であると判定された場合、その後は、上流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻と被圧延材の搬送速度とから下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始する時刻を算出し、その算出したオン動作またはオフ動作の開始時刻を、実際に下流側のトラッキングセンサがオン動作またはオフ動作を開始した時刻と見なしてトラッキングを行うことを特徴とする、熱間圧延ラインにおけるトラッキングセンサのオンライン診断方法。