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JP6832041B2 - Energy management system and energy management method - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、エネルギー管理システムおよびエネルギー管理方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to energy management systems and energy management methods.

近年、省エネルギー技術として、エネルギー管理システムが注目を集めているが、消費電力のトレンドを読み取るのに十分なデータを提供できるものはない。従来の方法では、圧延材1本当たりの圧延に要する電力使用量の予測を行うものが知られている(特許文献1参照)。 In recent years, energy management systems have been attracting attention as energy-saving technologies, but none of them can provide sufficient data to read trends in power consumption. A conventional method is known to predict the amount of electric power used for rolling per rolled material (see Patent Document 1).

他の技術では、トラッキングデータとエネルギー消費量を紐付けて、圧延製品ごとに集計することが述べられている(特許文献2参照)。 In other technologies, it is stated that tracking data and energy consumption are linked and aggregated for each rolled product (see Patent Document 2).

特開2001−321810号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-321810 特開2014−110727号公報JP-A-2014-110727

特許文献1では、たとえば、1つの圧延ライン中のどのゾーンにおいて電力消費が偏っているか等の消費電力のトレンドを読み取るのに十分なデータを提供することはできない。そのため、省エネルギー対策を行う際に、対策を施すターゲットを絞ることが困難である。 Patent Document 1 cannot provide sufficient data to read a trend of power consumption such as in which zone in one rolling line the power consumption is biased. Therefore, when taking energy saving measures, it is difficult to narrow down the target to be taken.

特許文献2では、トラッキングデータとエネルギー消費量を紐付けて、圧延製品ごとに集計する集計方法に関する記述はなく、集計結果の『可視化』については言及されていない。 In Patent Document 2, there is no description regarding an aggregation method in which tracking data and energy consumption are linked and aggregated for each rolled product, and "visualization" of the aggregation result is not mentioned.

本発明に係る実施形態は、圧延ライン中のゾーンごとのエネルギー消費量を製品の識別データごとに集計し、出力するエネルギー管理システムおよびエネルギー管理方法を提供する。 An embodiment of the present invention provides an energy management system and an energy management method that aggregates and outputs energy consumption for each zone in a rolling line for each product identification data.

実施形態に係るエネルギー管理システムは、圧延プラントにおける生産計画にもとづいて製造される製品を識別する識別データおよび前記識別データに関連付けられたデータを含むデータベースを保持するエネルギー管理装置と、前記圧延プラントに設けられた駆動装置に、前記生産計画にもとづいて運転に関する制御信号をそれぞれ出力する制御装置と、を備える。前記駆動装置は、前記圧延プラントの複数の工程に1つ以上設けられる。前記エネルギー管理装置は、前記制御信号にもとづく前記駆動装置ごとの消費電力に関するデータを前記制御装置から時系列に収集し、前記識別データごとに関連付けて保持し、前記識別データのそれぞれの前記消費電力に関するデータにもとづいて消費電力量を計算し、前記消費電力量を前記消費電力に関するデータが収集された期間にわたって加算することによって、前記複数の工程のそれぞれについてのエネルギーを計算して、前記複数の工程のそれぞれについての計算結果を区別して視認できるように前記識別データごとに出力する。前記駆動装置が電動機を駆動する場合には、前記消費電力に関するデータは、前記電動機の回転数のデータおよび前記電動機のトルクのデータを含む。
The energy management system according to the embodiment includes an energy management device that holds an identification data that identifies a product manufactured based on a production plan in the rolling plant and a database that includes data associated with the identification data, and the rolling plant. The provided drive device includes a control device that outputs control signals related to operation based on the production plan. One or more of the driving devices are provided in a plurality of steps of the rolling plant. The energy management device collects data on power consumption for each drive device based on the control signal in time series from the control device, and holds the data in association with each identification data, and the power consumption of each of the identification data. The power consumption is calculated based on the data related to the power consumption, and the power consumption is added over the period in which the data related to the power consumption is collected to calculate the energy for each of the plurality of steps. The calculation results for each of the steps are output for each of the identification data so that they can be visually recognized separately. When the driving device drives an electric motor, the power consumption data includes data on the rotation speed of the electric motor and data on the torque of the electric motor.

本実施形態では、製品の識別データごとに、複数の工程ごとの消費電力を時系列で集計して、エネルギーを計算し、出力することができるので、製品ごとおよび工程ごとのエネルギー消費量の傾向を把握することができ、効果的に省エネルギー対策を計画し、実施することができる。 In the present embodiment, the power consumption of each of a plurality of processes can be aggregated in chronological order for each product identification data, and the energy can be calculated and output. Therefore, the tendency of the energy consumption of each product and each process. Can be grasped, and energy saving measures can be effectively planned and implemented.

鉄鋼の圧延ラインの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the rolling line of steel. 実施形態に係るエネルギー管理システムを例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the energy management system which concerns on embodiment. 図3(a)は、実施形態のエネルギー管理システムの動作を説明するためのデータの構造を示す模式図である。図3(b)は、実施形態のエネルギー管理システムの動作を説明するための計算のフローチャートである。FIG. 3A is a schematic diagram showing a data structure for explaining the operation of the energy management system of the embodiment. FIG. 3B is a calculation flowchart for explaining the operation of the energy management system of the embodiment. 実施形態のエネルギー管理システムの出力画面の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of the output screen of the energy management system of the embodiment. 実施形態のエネルギー管理システムの出力画面の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of the output screen of the energy management system of the embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as those in reality. Further, even when the same parts are represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawings.
In addition, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、鉄鋼の圧延ラインの一例を示す模式図である。
図1に示すように、圧延ライン10は、加熱炉12と、粗圧延機14と、仕上圧延機16と、巻取機18と、スケール除去装置20と、を含んでいる。この例では、圧延ライン10は、熱間圧延を行う。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a steel rolling line.
As shown in FIG. 1, the rolling line 10 includes a heating furnace 12, a rough rolling mill 14, a finishing rolling mill 16, a winder 18, and a scale removing device 20. In this example, the rolling line 10 performs hot rolling.

加熱炉12は、上流工程で製造された被圧延材(スラブ)2aを熱間圧延に必要な温度に加熱する。加熱炉12は、たとえば、被圧延材2aを1200℃前後の温度に加熱する。 The heating furnace 12 heats the material to be rolled (slab) 2a produced in the upstream process to a temperature required for hot rolling. The heating furnace 12 heats, for example, the material 2a to be rolled to a temperature of about 1200 ° C.

粗圧延機14は、被圧延材2aを所定の板厚および板幅に圧延することにより、被圧延材2aから中間材(粗バー)2bを形成する。粗圧延機14には、たとえば、可逆式の圧延機が用いられる。この例では、被圧延材2a(中間材2b)の搬送方向に並ぶ2台の粗圧延機14が圧延ライン10に設けられている。粗圧延機14の台数は、2台に限ることなく、1台でもよいし、3台以上でもよい。 The rough rolling mill 14 forms an intermediate material (coarse bar) 2b from the material 2a to be rolled by rolling the material 2a to be rolled to a predetermined plate thickness and width. For the rough rolling mill 14, for example, a reversible rolling mill is used. In this example, two rough rolling mills 14 arranged in the transport direction of the material to be rolled 2a (intermediate material 2b) are provided on the rolling line 10. The number of the rough rolling mills 14 is not limited to two, and may be one or three or more.

仕上圧延機16は、中間材2bをさらに圧延することにより、中間材2bから熱延鋼板2cを形成する。仕上圧延機16には、たとえば、複数の仕上スタンドF1〜F7を搬送方向に並べたタンデム式圧延機が用いられる。この例では、7台の仕上スタンドF1〜F7が設けられている。仕上スタンドの数は、7台に限ることなく、任意の台数でよい。 The finish rolling mill 16 further rolls the intermediate material 2b to form a hot-rolled steel sheet 2c from the intermediate material 2b. As the finishing rolling mill 16, for example, a tandem rolling mill in which a plurality of finishing stands F1 to F7 are arranged in the transport direction is used. In this example, seven finishing stands F1 to F7 are provided. The number of finishing stands is not limited to seven, and may be any number.

巻取機18は、仕上圧延機16によって形成された熱延鋼板2cをコイル状に巻き取る。巻取機18は、圧延コイルを形成する。 The take-up machine 18 winds the hot-rolled steel sheet 2c formed by the finish rolling machine 16 into a coil shape. The winder 18 forms a rolling coil.

スケール除去装置20は、ノズル部22,24と、ポンプ30と、配管32と、を含む。ノズル部22,24およびポンプ30は、配管32によって流体的に接続されている。配管32には、水等の流体が流通しており、この流体は、ポンプ30によって駆動され、ノズル部22,24の各ノズル22aから噴出される。流体は、搬送されるスラブ2a、中間材2b等の鋼板の表面に噴出され、その表面に形成されるスケールを除去する。 The scale removing device 20 includes nozzle portions 22, 24, a pump 30, and a pipe 32. The nozzle portions 22, 24 and the pump 30 are fluidly connected by a pipe 32. A fluid such as water is circulated in the pipe 32, and this fluid is driven by the pump 30 and ejected from the nozzles 22a of the nozzle portions 22 and 24. The fluid is ejected onto the surface of the steel plate such as the slab 2a and the intermediate material 2b to be conveyed, and removes the scale formed on the surface.

圧延ラインには、図示しないが、上述のほかに圧延材を搬送方向に搬送するフィードローラやテーブルローラ等がパスラインに沿って設けられている。 Although not shown, the rolling line is provided with feed rollers, table rollers, and the like for transporting the rolled material in the transport direction along the pass line, in addition to the above.

圧延機のミルや、テーブルローラ等の駆動は、それぞれの駆動装置を介して行われる。駆動装置は、電動機やアクチュエータを速度制御、位置制御等を行いながら駆動する。 The mill of the rolling mill, the table roller, and the like are driven via the respective driving devices. The drive device drives the electric motor and the actuator while performing speed control, position control, and the like.

各電動機およびアクチュエータは、それぞれの動作状況に応じて電力を消費している。その消費電力の値は時間に応じて変化し得る。各電動機およびアクチュエータにおいては、これらを駆動する駆動装置によって駆動電力を把握することができる。これらの電力消費に関連するデータは、制御装置によって収集される。 Each electric motor and actuator consumes electric power according to their operating conditions. The value of its power consumption can change with time. In each electric motor and actuator, the driving power can be grasped by the driving device that drives them. The data related to these power consumptions are collected by the controller.

圧延ライン10は、複数の工程を含む。各工程(以下、ゾーンともいう。)には、1つ以上の電動機やアクチュエータが含まれている。この例では、圧延ライン10は、Aゾーン〜Fゾーンを含む。たとえば、Aゾーンには、加熱炉12の温度制御装置が含まれる。たとえば、Cゾーンには、2台の粗圧延機14が含まれており、それぞれの粗圧延機14は、複数の電動機によって駆動される。たとえば、Eゾーンには、仕上圧延機16が含まれており、それぞれの仕上圧延機16は、複数の電動機によって駆動される。なお、この各ゾーンの名称は、一例であり、任意に設定される。 The rolling line 10 includes a plurality of steps. Each process (hereinafter, also referred to as a zone) includes one or more electric motors and actuators. In this example, the rolling line 10 includes zones A to F. For example, the A zone includes a temperature control device for the heating furnace 12. For example, the C zone includes two rough rolling mills 14, each of which is driven by a plurality of electric motors. For example, the E zone includes a finishing rolling mill 16, and each finishing rolling mill 16 is driven by a plurality of electric motors. The name of each zone is an example and can be set arbitrarily.

図2は、本実施形態に係るエネルギー管理システムを例示するブロック図である。
図2に示すように、エネルギー管理システム50は、エネルギー管理装置53と、制御装置58と、を備える。エネルギー管理装置53および制御装置58は、制御ネットワーク60を介して互いに接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an energy management system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the energy management system 50 includes an energy management device 53 and a control device 58. The energy management device 53 and the control device 58 are connected to each other via the control network 60.

上位計算機51は、圧延プラントにおいて、どのような品種を、どの量で、いつまでに生産するか等の計画を保持している。生産計画の詳細は、ユーザによって決定される。上位計算機51は、たとえばデータサーバ等である。上位計算機51は、通信ネットワーク59、ゲートウェイ装置52および制御ネットワーク60を介して、エネルギー管理装置53に接続される。ゲートウェイ装置52は、汎用の通信ネットワーク59を高速の制御ネットワーク60に接続するために用いられている。 The high-level computer 51 holds a plan such as what kind of product, what quantity, and by when in the rolling plant. The details of the production plan are determined by the user. The host computer 51 is, for example, a data server or the like. The host computer 51 is connected to the energy management device 53 via the communication network 59, the gateway device 52, and the control network 60. The gateway device 52 is used to connect the general-purpose communication network 59 to the high-speed control network 60.

エネルギー管理装置53は、上位計算機51から生産計画に関するデータを受け取る。エネルギー管理装置53は、圧延材および製品のトラッキングデータを保持している。保持したデータの一部は、制御ネットワーク60を介して制御装置58に送信される。 The energy management device 53 receives data related to the production plan from the host computer 51. The energy management device 53 holds tracking data of rolled materials and products. A part of the retained data is transmitted to the control device 58 via the control network 60.

トラッキングデータは、製品に関するデータである。たとえば、トラッキングデータは、圧延材のコイル番号、圧延材の情報(材質、幅、長さおよび厚さ等)、圧延ピッチのデータを含む。これらの情報やデータは、コイル番号に関連付けされて、データベースとしてエネルギー管理装置53によって保持されている。 Tracking data is data about the product. For example, tracking data includes rolled material coil numbers, rolled material information (material, width, length and thickness, etc.), and rolling pitch data. These information and data are associated with the coil number and are held by the energy management device 53 as a database.

エネルギー管理装置53は、圧延プラントにおけるドライブ装置55、高圧盤56およびMCC盤57等の消費電力に関するデータをリモート入出力装置54を介して収集する。エネルギー管理装置53は、収集したデータにもとづいて、工程ごとの消費電力量を時系列で計算する。時系列で計算される消費電力量のデータは、コイル番号によって関連付けられており、エネルギー管理装置53は、たとえば製品の長さや厚さといった属性のデータとともに工程単位の消費電力量のデータを集計等する。 The energy management device 53 collects data on the power consumption of the drive device 55, the high-voltage board 56, the MCC board 57, and the like in the rolling plant via the remote input / output device 54. The energy management device 53 calculates the power consumption for each process in chronological order based on the collected data. The power consumption data calculated in time series is associated with the coil number, and the energy management device 53 aggregates the power consumption data for each process together with the attribute data such as the length and thickness of the product, for example. To do.

エネルギー管理装置53は、たとえばコンピュータ端末である。それぞれ入出力のための装置を備えており、入力装置によって入力されたデータや情報に応じて、所望のデータや情報を所望の形式で出力装置に出力することができる。出力装置は、たとえばディスプレイ装置であり、所望のデータを所望の形式に加工して表示することができる。 The energy management device 53 is, for example, a computer terminal. Each is provided with a device for input / output, and can output desired data or information to an output device in a desired format according to the data or information input by the input device. The output device is, for example, a display device, and can process and display desired data in a desired format.

制御装置58は、制御ネットワーク60およびリモート入出力装置54を介して、ドライブ装置55、高圧盤56およびMCC盤57等に運転や停止、運転速度等のデータを含む制御信号を送信する。制御装置58は、制御ネットワーク60およびリモート入出力装置54を介して、ドライブ装置55、高圧盤56およびMCC盤57から、動作状態等を表すデータを含む制御信号を受信する。制御装置58は、これら受信した制御信号や、あらかじめコーディングされたプログラムのデータ等にもとづいて、ドライブ装置55等に送信するデータを設定して、圧延プラントの動作を制御する。 The control device 58 transmits a control signal including data such as operation, stop, and operation speed to the drive device 55, the high pressure board 56, the MCC board 57, and the like via the control network 60 and the remote input / output device 54. The control device 58 receives a control signal including data indicating an operating state and the like from the drive device 55, the high voltage board 56, and the MCC board 57 via the control network 60 and the remote input / output device 54. The control device 58 controls the operation of the rolling plant by setting data to be transmitted to the drive device 55 or the like based on the received control signals, pre-coded program data, or the like.

制御装置58は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller、PLC)である。上述したプログラムは、制御装置58内に設けられ、あるいは、制御装置58と相互に接続された記憶装置(図示せず)に格納されている。プログラムは、たとえばラダープログラムである。 The control device 58 is, for example, a programmable logic controller (PLC). The program described above is stored in a storage device (not shown) provided in the control device 58 or interconnected with the control device 58. The program is, for example, a ladder program.

制御装置58は、この例では、ハードワイヤ61を介してドライブ装置55に接続されている。ドライブ装置55は、たとえば、圧延プラントの交流電動機を駆動するインバータ装置である。ドライブ装置55は、交流電動機を所望の速度で運転するために、所望の周波数の交流電力を出力する。交流電動機は、ドライブ装置55に供給された速度指令値を含む制御信号にしたがう速度で駆動される。ドライブ装置55は、駆動対象となる交流電動機の速度に関するデータおよびトルクに関するデータを有しており、エネルギー管理装置53は、リモート入出力装置54および制御装置58を介してこれらのデータを収集する。 In this example, the control device 58 is connected to the drive device 55 via the hard wire 61. The drive device 55 is, for example, an inverter device that drives an AC motor of a rolling plant. The drive device 55 outputs AC power of a desired frequency in order to operate the AC motor at a desired speed. The AC motor is driven at a speed according to a control signal including a speed command value supplied to the drive device 55. The drive device 55 has data on the speed and torque of the AC motor to be driven, and the energy management device 53 collects these data via the remote input / output device 54 and the control device 58.

制御装置58は、この例では、ハードワイヤ61を介して高圧盤56に接続されている。高圧盤56は、高圧ポンプを駆動する駆動装置である。高圧ポンプは、圧延材の表面に形成されるスケールを除去する水等の流体を噴出する場合等に駆動される。高圧盤56は、駆動対象の高圧ポンプの速度やトルクに関するデータを有しおり、エネルギー管理装置53は、リモート入出力装置54および制御装置58を介してこれらのデータを収集する。 In this example, the control device 58 is connected to the high voltage board 56 via the hard wire 61. The high pressure plate 56 is a drive device for driving a high pressure pump. The high-pressure pump is driven when a fluid such as water that removes scale formed on the surface of the rolled material is ejected. The high-pressure board 56 has data on the speed and torque of the high-pressure pump to be driven, and the energy management device 53 collects these data via the remote input / output device 54 and the control device 58.

制御装置58は、この例では、ハードワイヤ61を介してMCC盤57に接続されている。MCC盤57は、圧延プラントの各モータや小容量のポンプ等のアクチュエータを駆動する。エネルギー管理装置53は、リモート入出力装置54および制御装置58を介して、MCC盤57によって駆動されるアクチュエータの消費電力に関するデータを収集する。 In this example, the control device 58 is connected to the MCC board 57 via the hard wire 61. The MCC board 57 drives actuators such as motors of rolling plants and small-capacity pumps. The energy management device 53 collects data on the power consumption of the actuator driven by the MCC board 57 via the remote input / output device 54 and the control device 58.

圧延プラントでは、その他のアクチュエータや加熱炉等の温度管理装置等も設けられており、これらの消費電力に関するデータも必要に応じて収集される。 The rolling plant is also provided with other actuators, temperature control devices such as a heating furnace, and the like, and data on the power consumption of these is also collected as needed.

本実施形態のエネルギー管理システム50の動作について説明する。
図3(a)は、本実施形態のエネルギー管理システムの動作を説明するためのデータの構造を示す模式図である。図3(b)は、本実施形態のエネルギー管理システム50の動作を説明するための計算のフローチャートである。
本実施形態のエネルギー管理システム50では、時系列で収集されたトラッキングデータのコイル番号ごとに関連付けられた消費電力に関するデータを用いる。具体的には、この例では、図3(a)に示すように、電動機に関して、速度データ群101およびトルクデータ群102が時系列で収集されている。たとえば、定周期に設定された時間(Date1〜Date n)ごとに速度データおよびトルクデータがエネルギー管理装置53のデータベースに格納される。
The operation of the energy management system 50 of this embodiment will be described.
FIG. 3A is a schematic diagram showing a data structure for explaining the operation of the energy management system of the present embodiment. FIG. 3B is a calculation flowchart for explaining the operation of the energy management system 50 of the present embodiment.
In the energy management system 50 of the present embodiment, the data related to the power consumption associated with each coil number of the tracking data collected in time series is used. Specifically, in this example, as shown in FIG. 3A, the speed data group 101 and the torque data group 102 are collected in time series for the electric motor. For example, velocity data and torque data are stored in the database of the energy management device 53 for each time (Date 1 to Date n) set in a fixed cycle.

"SpeedPointData x"で表される「速度データ」は、特定の電動機の回転速度のデータである。特定の電動機とは、たとえば粗圧延工程のうちの1つの圧延ミルを駆動する電動機等である。"TorquePointData x"で表される「トルクデータ」は、特定の電動機が出力するトルクのデータである。その電動機に対して、「速度データ」に「トルクデータ」を乗じて、係数0.9および係数1/3600をさらに乗じている。係数データ103の0.9は、この例では、電動機の力率である。係数データ104の1/3600は、計算結果(電力量、単位[Wh])を電力に変換するための時間に関する定数である。係数データ103,104は、電動機ごとに設定されて、エネルギー管理装置53のデータベースにあらかじめ入力されている。 The "speed data" represented by "SpeedPointData x" is the data of the rotation speed of a specific electric motor. The specific electric motor is, for example, an electric motor that drives one rolling mill in the rough rolling process. The "torque data" represented by "TorquePointData x" is the torque data output by a specific electric motor. For the motor, "speed data" is multiplied by "torque data", and a coefficient of 0.9 and a coefficient of 1/3600 are further multiplied. 0.9 of the coefficient data 103 is the power factor of the electric motor in this example. 1/3600 of the coefficient data 104 is a constant related to the time for converting the calculation result (electric energy, unit [Wh]) into electric power. The coefficient data 103 and 104 are set for each electric motor and are input in advance in the database of the energy management device 53.

計算結果群105は、速度データ群101およびトルクデータ群102について、時間ごとの計算結果がエネルギー管理装置53のデータベースに格納される。 In the calculation result group 105, the calculation results for each time of the speed data group 101 and the torque data group 102 are stored in the database of the energy management device 53.

図3(b)に示すように、本実施形態のエネルギー管理システム50は、複数のステップを含む計算フローを有する。ステップS01において、エネルギー管理装置53は、データベースに格納されている計算結果群105のデータ(Result1〜Result n)を、収集された時系列(Date1〜Date n)にわたって加算する。加算されたデータは、Motor1についての消費電力量である。同様にして、他の電動機(Motor2〜Motor n)についても消費電力量が計算される。 As shown in FIG. 3B, the energy management system 50 of the present embodiment has a calculation flow including a plurality of steps. In step S01, the energy management device 53 adds the data (Result1 to Result n) of the calculation result group 105 stored in the database over the collected time series (Date1 to Date n). The added data is the power consumption for Motor1. Similarly, the power consumption of other motors (Motor2 to Motor n) is calculated.

ここで、本実施形態のエネルギー管理システム50では、圧延ラインの工程がいくつかの工程を含んでいる。すでに説明したように、いくつかの工程は、Aゾーン、Bゾーン、…,Fゾーンである。消費電力に関するデータは、各電動機やアクチュエータ等がいずれの工程("Zone x")に属するかについても関連付けられている。つまり、これらのデータもコイル番号ごとに関連付けられている(図3(a)のデータ群106)。 Here, in the energy management system 50 of the present embodiment, the steps of the rolling line include several steps. As described above, some steps are A zone, B zone, ..., F zone. The data on power consumption is also associated with which process ("Zone x") each electric motor, actuator, etc. belongs to. That is, these data are also associated with each coil number (data group 106 in FIG. 3A).

この例では、各工程には、"Zone1"〜"Zone n"が対応している。たとえば"Zone1"には、粗圧延工程(Cゾーン)が対応しており、図1の複数の粗圧延機14のミルを駆動する複数の電動機(Motor1〜Motor n)に対応する。 In this example, "Zone 1" to "Zone n" correspond to each process. For example, "Zone 1" corresponds to a rough rolling process (C zone), and corresponds to a plurality of electric motors (Motor 1 to Motor n) for driving the mills of the plurality of rough rolling mills 14 shown in FIG.

ステップS02において、エネルギー管理装置53は、同一ゾーンの電動機のエネルギーのデータを加算する。エネルギー管理装置53では、同じ工程における消費電力に関するデータを加算することによって、その工程におけるエネルギー消費を計算して出力することができる。 In step S02, the energy management device 53 adds the energy data of the electric motors in the same zone. The energy management device 53 can calculate and output the energy consumption in the process by adding the data related to the power consumption in the same process.

ステップS03において、エネルギー管理装置53は、すべてのゾーンのエネルギーを加算する。エネルギー管理装置53は、各工程の消費電力量のデータをすべて加算することによって、そのコイル番号を有する製品の消費電力量を計算することができる。 In step S03, the energy management device 53 adds the energies of all the zones. The energy management device 53 can calculate the power consumption of the product having the coil number by adding all the power consumption data of each process.

図4および図5は、実施形態のエネルギー管理システムの出力画面の一例の模式図である。
図4に示すように、表示データ200は、データ表示領域201と、表示データ設定領域202と、を含む。データ表示領域201には、コイル番号ごとに、各工程における消費電力量の積算データが表示される。この例では、コイル番号ごとに、Aゾーン〜Fゾーンを色分けして表示している。なお、エネルギー管理装置53の出力装置としては、このようなディスプレイによる表示のほか、プリンタ等によりハードコピーを出力することもできる。
4 and 5 are schematic views of an example of an output screen of the energy management system of the embodiment.
As shown in FIG. 4, the display data 200 includes a data display area 201 and a display data setting area 202. In the data display area 201, integrated data of power consumption in each process is displayed for each coil number. In this example, the A zone to the F zone are color-coded for each coil number. As the output device of the energy management device 53, in addition to the display on such a display, a hard copy can be output by a printer or the like.

表示データ設定領域202は、複数のプルダウンメニューやデータ入力欄を含む。これらのプルダウンメニューおよびデータ入力欄は、コイル番号に関連付けられている鋼種、長さおよび厚さをキーとして、データの抽出条件を設定することができる。また、コイル番号には、製造日が関連付けられているので、製造日をキーとしてデータの抽出条件を設定することができる。 The display data setting area 202 includes a plurality of pull-down menus and data input fields. In these pull-down menus and data entry fields, data extraction conditions can be set using the steel type, length and thickness associated with the coil number as keys. Further, since the manufacturing date is associated with the coil number, the data extraction condition can be set by using the manufacturing date as a key.

たとえば、対象日付設定メニュー211によって、製造日の範囲を設定することができる。コイルID入力欄212によって、指定したコイル番号の製品の消費電力量のデータを出力することができる。スチールグレードプルダウンメニュー213によって、所望の鋼種のデータのみを抽出して、製品の消費電力量のデータを出力することができる。 For example, the range of manufacturing dates can be set by the target date setting menu 211. The coil ID input field 212 can output data on the power consumption of the product having the specified coil number. With the steel grade pull-down menu 213, it is possible to extract only the data of the desired steel type and output the data of the power consumption of the product.

たとえば、図4のような表示出力より、各コイル番号に対して、Cゾーン(粗圧延工程)およびEゾーン(仕上圧延工程)がほとんどの消費エネルギーを占めていることがわかる。中でも、仕上圧延工程において消費されるエネルギーが支配的であり、仕上圧延工程の消費エネルギーを低減させることが、全体工程の消費エネルギー削減に大きく寄与することが判明する。 For example, from the display output as shown in FIG. 4, it can be seen that the C zone (rough rolling process) and the E zone (finishing rolling process) occupy most of the energy consumption for each coil number. Above all, it is found that the energy consumed in the finish rolling process is dominant, and that reducing the energy consumption in the finish rolling process greatly contributes to the reduction in energy consumption in the entire process.

図5に示すように、エネルギー管理装置53では、上述によってディスプレイ上に表示されたデータのより詳細な消費電力量のデータを出力するようにすることもできる。この例では、たとえば図4のデータ表示領域201上に表示されたコイル番号(コイルID)にはリンクが張られており、このリンクをクリックすることによって図5のような詳細データを表示する。この出力データでは、各工程の消費電力量の詳細が工程ごとに棒グラフで表示されている。ユーザは、このようなグラフによって可視化されたデータにもとづいて、消費エネルギー削減施策を検討し、計画することができる。なお、表示データは、このような棒グラフに限らず、円グラフにしたり、折れ線グラフにしたり、任意に設定できるようにしてもよい。表示グラフをプルダウンメニュー等によって設定するようにしてもよい。 As shown in FIG. 5, the energy management device 53 can also output more detailed power consumption data of the data displayed on the display as described above. In this example, for example, a link is provided to the coil number (coil ID) displayed on the data display area 201 of FIG. 4, and detailed data as shown in FIG. 5 is displayed by clicking this link. In this output data, the details of the power consumption of each process are displayed as a bar graph for each process. The user can consider and plan energy consumption reduction measures based on the data visualized by such a graph. The display data is not limited to such a bar graph, and may be a pie chart, a line graph, or any other setting. The display graph may be set by a pull-down menu or the like.

本実施形態のエネルギー管理システムの効果について説明する。
本実施形態のエネルギー管理システム50では、エネルギー管理装置53は、制御ネットワーク60を介して制御装置58に接続されている。エネルギー管理装置53は、鉄鋼製品のトラッキングデータを保持しており、これらトラッキングデータは、コイル番号によって関連付けられている。そして、エネルギー管理装置53は、コイル番号に関連付けられている、電動機等の消費電力に関するデータを時系列で収集する。電動機等に関するデータは、各工程に関連付けられているので、コイル番号に関連付けられた消費電力に関するデータは、各工程ごとの電動機等の時系列データとして保持される。そのため、エネルギー管理装置53は、工程ごとの消費電力に関するデータを集計して出力することができる。
The effect of the energy management system of this embodiment will be described.
In the energy management system 50 of the present embodiment, the energy management device 53 is connected to the control device 58 via the control network 60. The energy management device 53 holds tracking data for steel products, and these tracking data are associated with each other by a coil number. Then, the energy management device 53 collects data related to the power consumption of the electric motor or the like associated with the coil number in chronological order. Since the data related to the electric motor or the like is associated with each process, the data related to the power consumption associated with the coil number is held as time-series data of the electric motor or the like for each process. Therefore, the energy management device 53 can aggregate and output data related to power consumption for each process.

トラッキングデータ、たとえば鋼種、鋼板の長さおよび鋼板の厚さは、コイル番号に関連付けられているので、これらトラッキングデータをキーとして、消費電力量のデータを検索して抽出し、各種グラフで出力することができる。そのため、その圧延プラントにおける鋼種、鋼板の長さおよび鋼板の厚さに応じた消費電力量の特徴を可視化することが可能になり、プラントのエネルギー効率の向上の利用に寄与することができる。 Since tracking data such as steel type, steel plate length and steel plate thickness are associated with the coil number, the power consumption data is searched and extracted using these tracking data as a key, and output in various graphs. be able to. Therefore, it becomes possible to visualize the characteristics of the power consumption according to the steel type, the length of the steel plate, and the thickness of the steel plate in the rolling plant, and it is possible to contribute to the improvement of the energy efficiency of the plant.

以上説明した実施形態によれば、1つの圧延ライン中のゾーンごとのエネルギー消費量を製品の識別データごとに集計し、出力するエネルギー管理システムおよびエネルギー管理方法を実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize an energy management system and an energy management method that aggregate and output the energy consumption for each zone in one rolling line for each product identification data.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims. In addition, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

10 圧延ライン、12 加熱炉、14 粗圧延機、16 仕上圧延機、18 巻取機、20 スケール除去装置、50 エネルギー管理システム、51 上位計算機、52 ゲートウェイ装置、53 エネルギー管理装置、54 リモート入出力装置、55 ドライブ装置、56 高圧盤、57 MCC盤、58 制御装置、60 制御ネットワーク 10 rolling line, 12 heating furnace, 14 rough rolling mill, 16 finishing rolling mill, 18 winding machine, 20 scale removal device, 50 energy management system, 51 high-level computer, 52 gateway device, 53 energy management device, 54 remote input / output Equipment, 55 drive equipment, 56 high pressure board, 57 MCC board, 58 control device, 60 control network

Claims (4)

圧延プラントにおける生産計画にもとづいて製造される製品を識別する識別データおよび前記識別データに関連付けられたデータを含むデータベースを保持するエネルギー管理装置と、
前記圧延プラントに設けられた駆動装置に、前記生産計画にもとづいて運転に関する制御信号をそれぞれ出力する制御装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記圧延プラントの複数の工程に1つ以上設けられ、
前記エネルギー管理装置は、前記制御信号にもとづく前記駆動装置ごとの消費電力に関するデータを前記制御装置から時系列に収集し、前記識別データごとに関連付けて保持し、前記識別データのそれぞれの前記消費電力に関するデータにもとづいて消費電力量を計算し、前記消費電力量を前記消費電力に関するデータが収集された期間にわたって加算することによって、前記複数の工程のそれぞれについてのエネルギーを計算して、前記複数の工程のそれぞれについての計算結果を区別して視認できるように前記識別データごとに出力し、
前記駆動装置が電動機を駆動する場合には、前記消費電力に関するデータは、前記電動機の回転数のデータおよび前記電動機のトルクのデータを含むエネルギー管理システム。
An energy management device that holds a database containing identification data that identifies products manufactured based on a production plan in a rolling plant and data associated with the identification data.
A control device that outputs control signals related to operation based on the production plan to a drive device provided in the rolling plant.
With
One or more of the driving devices are provided in a plurality of steps of the rolling plant.
The energy management device collects data on power consumption for each drive device based on the control signal in time series from the control device, and holds the data in association with each identification data, and the power consumption of each of the identification data. The power consumption is calculated based on the data related to the power consumption, and the power consumption is added over the period in which the data related to the power consumption is collected to calculate the energy for each of the plurality of steps. Output each of the identification data so that the calculation results for each process can be distinguished and visually recognized.
When the drive device drives an electric motor, the power consumption data is an energy management system including data on the rotation speed of the electric motor and data on the torque of the electric motor.
前記複数の工程のうち少なくとも1つには、複数の前記駆動装置を含み、
前記エネルギー管理装置は、前記複数の駆動装置のそれぞれの消費電力に関する時系列のデータを収集する請求項1記載のエネルギー管理システム。
At least one of the plurality of steps includes the plurality of the driving devices.
The energy management system according to claim 1, wherein the energy management device collects time-series data relating to the power consumption of each of the plurality of drive devices.
前記データベースは、前記製品を識別するデータごとに鋼種、長さおよび厚さの属性データを含み、
前記エネルギー管理装置は、前記属性データおよび前記属性データの範囲に一致する前記製品を識別するデータを抽出する請求項1または2に記載のエネルギー管理システム。
The database contains attribute data of steel grade, length and thickness for each data identifying the product.
The energy management system according to claim 1 or 2, wherein the energy management device extracts the attribute data and data for identifying the product that matches the range of the attribute data.
エネルギー管理装置によって、圧延プラントにおける生産計画にもとづいて製造される製品を識別する識別データおよび前記識別データに関連付けられたデータを含むデータベースを保持し、
制御装置によって、圧延プラントに設けられた駆動装置に、前記生産計画にもとづいて運転に関する制御信号をそれぞれ出力し、
前記駆動装置は、前記圧延プラントの複数の工程に1つ以上設けられ、
前記エネルギー管理装置は、前記制御信号にもとづいて前記駆動装置ごとの消費電力に関するデータを前記制御装置から時系列に収集し、製品を識別するデータごとに関連付けて保持し、前記製品を識別する各データに関して、前記消費電力に関するデータにもとづいて消費電力量を計算し、前記計算された消費電力を前記消費電力に関するデータが収集された期間にわたって加算することによって、前記複数の工程のそれぞれについてエネルギーを計算して、前記複数の工程のそれぞれについての計算結果を区別して視認できるように前記識別データごとに出力し、
前記駆動装置が電動機を駆動する場合には、前記消費電力に関するデータは、前記電動機の回転数のデータおよび前記電動機のトルクのデータを含むエネルギー管理方法。
The energy management device maintains a database containing identification data that identifies products manufactured based on the production plan in the rolling plant and data associated with the identification data.
The control device outputs control signals related to operation to the drive device provided in the rolling plant based on the production plan.
One or more of the driving devices are provided in a plurality of steps of the rolling plant.
The energy management device collects data on power consumption for each drive device in time series from the control device based on the control signal, and holds the data for identifying the product in association with each other to identify the product. With respect to the data, the power consumption is calculated based on the data related to the power consumption, and the calculated power consumption is added over the period in which the data related to the power consumption is collected to obtain energy for each of the plurality of steps. The calculation is performed, and the calculation results for each of the plurality of steps are output for each of the identification data so that they can be visually recognized separately.
When the drive device drives an electric motor, the power consumption data is an energy management method including data on the rotation speed of the electric motor and data on the torque of the electric motor.
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