JP2016157313A - Trend monitoring system of steel plant - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、鉄鋼プラントの傾向監視装置に関する。特に、鉄鋼プラントを構成する設備機器の異常を早期に発見するための鉄鋼プラントの傾向監視装置に関する。 The present invention relates to a trend monitoring device for a steel plant. In particular, the present invention relates to a steel plant trend monitoring device for early detection of abnormalities in equipment constituting the steel plant.
従来、設備機器の動作状態を監視することで、早期に異常を発見する様々な手法が開発されている。例えば、特開2002−149230号公報には、被制御機器への制御出力から被制御機器の状態が変化するまでの応動時間の計測を繰り返して制御回数に対する応動時間の変化特性を求め、所定の制御回数ごとに変化特性の傾きを求め、最新の寿命を予測する監視方法が開示されている。 Conventionally, various methods have been developed to detect abnormalities at an early stage by monitoring the operating state of facility equipment. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-149230, measurement of response time from the control output to the controlled device to the change of the state of the controlled device is repeated to obtain a change characteristic of the response time with respect to the number of times of control. A monitoring method is disclosed in which the slope of the change characteristic is obtained for each control count and the latest life is predicted.
従来の監視方法では、被制御機器への制御出力から被制御機器の状態が変化するまでの応動時間を複数回計測する必要がある。しかし、実際に運用中のプラントでは、対象となる設備機器が多数あるため、それぞれに応動時間を測定するための装置を取り付け、複数回計測するのは運用上難しい。 In the conventional monitoring method, it is necessary to measure the response time from the control output to the controlled device until the state of the controlled device changes a plurality of times. However, in a plant that is actually in operation, since there are a large number of target equipment, it is difficult in terms of operation to attach a device for measuring the response time and measure it multiple times.
また、計測した応動時間を用いて設備機器の異常を判断するために、計測した応動時間と既知の応動特性から求めた時間との比較が必要になるが、実際に運用中のプラントでは、対象となる設備機器が多数あるため、各機器に対する応動特性を準備して比較する必要があり準備に多大な時間を要する。 In addition, in order to judge the abnormality of equipment using the measured response time, it is necessary to compare the measured response time with the time obtained from the known response characteristics. Since there are a large number of facility devices, it is necessary to prepare and compare the response characteristics for each device, which requires a lot of time for preparation.
鉄鋼プラントは、加熱炉、圧延機、冷却装置など被圧延材に作用する設備を備える。設備はアクチュエータにより動作する。設備の制御実績値を制御目標値に一致させるように、制御実績値をアクチュエータの操作量にフィードバックするフィードバック制御が知られている。従来の監視方法によれば、制御開始から設備の状態が制御目標値に達するまでの所要時間が上限時間を超えた場合にアクチュエータの状態は異常であると判断している。 The steel plant is equipped with facilities that act on the material to be rolled, such as a heating furnace, a rolling mill, and a cooling device. The equipment is operated by an actuator. Feedback control is known that feeds back a control record value to an operation amount of an actuator so that the control record value of the equipment matches a control target value. According to the conventional monitoring method, it is determined that the state of the actuator is abnormal when the required time from the start of control until the state of the equipment reaches the control target value exceeds the upper limit time.
しかしながら、所要時間が上限時間を達しなければ正常であるとは言い切れない。所要時間が上限時間を超えない場合であっても、制御目標値に達した後の制御実績値の振幅が正常時よりも大きい場合には、アクチュエータの状態は異常である。従来の監視方法では、このような異常を検出することができない。 However, if the required time does not reach the upper limit time, it cannot be said that it is normal. Even if the required time does not exceed the upper limit time, if the amplitude of the control result value after reaching the control target value is larger than that in the normal state, the state of the actuator is abnormal. The conventional monitoring method cannot detect such an abnormality.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、実際に運用中の鉄鋼プラントにおいて一般的に収集される制御情報から、アクチュエータの異常状態を精度高く早期に検出可能な鉄鋼プラントの傾向監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect an abnormal state of an actuator with high accuracy and early from control information generally collected in an actually operating steel plant. It aims at providing the tendency monitoring apparatus of a plant.
本発明は、上記の目的を達成するため、鉄鋼プラントの傾向監視装置であって、
前記鉄鋼プラントは、
被圧延材に作用する設備を動作させるアクチュエータと、
前記設備の制御実績値を制御目標値に一致させるように、制御実績値を前記アクチュエータの操作量にフィードバックするコントローラと、
各時刻における前記設備の制御目標値および制御実績値を収集するデータ収集装置と、を備え、
前記傾向監視装置は、
前記データ収集装置が収集した各時刻における制御目標値および制御実績値の偏差の絶対値を積算した積算値を算出する演算部と、
前記積算値が閾値よりも大きい場合に前記アクチュエータの状態が異常であると判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a steel plant trend monitoring device,
The steel plant is
An actuator for operating equipment acting on the material to be rolled;
A controller that feeds back the control result value to the operation amount of the actuator so that the control result value of the equipment matches the control target value;
A data collection device that collects the control target value and control result value of the facility at each time, and
The trend monitoring device is:
A calculation unit that calculates an integrated value obtained by integrating the absolute value of the deviation of the control target value and the actual control value at each time collected by the data collection device;
And an abnormality determining unit that determines that the state of the actuator is abnormal when the integrated value is larger than a threshold value.
本発明によれば、実際に運用中の鉄鋼プラントにおいて一般的に収集される制御情報から、アクチュエータの異常状態を精度高く早期に検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormal state of an actuator can be detected with high precision at an early stage from the control information generally collected in the steel plant currently actually operated.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係るシステムの全体構成を示す概念図である。図1のシステムは、鉄鋼プラント1を備える。鉄鋼プラント1は、伝送方式が異なる2つのネットワーク、すなわち、情報ネットワーク2と制御ネットワーク3を備える。
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a system according to
鉄鋼プラント1は、上位計算機41、プロセス計算機42、データ収集装置43、傾向監視装置44、コントローラ51、コントローラ52、RIO(remote input/output)53を備える。コントローラ51とコントローラ52とRIO53は、設備を構成する複数の機器に接続する。具体的には、コントローラ51は、アクチュエータ71とセンサ81に接続する。同様に、コントローラ52は、アクチュエータ72とセンサ82に接続する。RIO53は、アクチュエータ73とセンサ83に接続する。アクチュエータ71〜73は、例えば、図2のモータ110、111や油圧装置112、113である。センサ81〜83は、例えば、図2の板厚計114、115である。
The
(圧延ライン)
図2は、鉄鋼プラント1が備える圧延ラインを示す概念図である。図2の圧延ラインは、熱間圧延ラインである。圧延ラインは、厚板圧延ライン、冷間圧延ライン、線材圧延ライン、条鋼圧延ライン等であってもよい。
(Rolling line)
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a rolling line provided in the
被圧延材は、圧延ラインの搬送テーブル107上を加熱炉100から巻取機105まで搬送される過程で加熱され圧延され冷却される。図2の圧延ラインには、上流から順に、加熱炉100、粗圧延機101、n台の仕上圧延機、ランアウトテーブル(ROT)104、巻取機105が配置される。図2には、n台の仕上圧延機のうち第1仕上圧延機102と第n仕上圧延機103が表わされている。
The material to be rolled is heated, rolled and cooled in the process of being conveyed from the
圧延ラインは、複数の設備に区分される。図2には、加熱炉100を含む設備F、粗圧延機101を含む設備RM、第1仕上圧延機102を含む設備F1、第n仕上圧延機103を含む設備Fnが表わされている。粗圧延機101、n台の仕上圧延機のそれぞれは、被圧延材を圧延する少なくとも1対の圧延ロールを備える。各設備は、その構成機器としてアクチュエータやセンサを備える。例えば、第1仕上圧延機102は、1対の圧延ロールを回転駆動するモータ110、1対の圧延ロールのギャップを調整する油圧装置112、1対の圧延ロールに圧延された被圧延材の板厚を検出する板厚計114を備える。同様に、第1仕上圧延機103は、モータ111、油圧装置113、板厚計115を備える。油圧装置112、113は、油圧を制御する電磁弁を備える。
The rolling line is divided into a plurality of facilities. FIG. 2 shows a facility F including the
上述したように構成された圧延ラインにおいて、加熱炉100から抽出された被圧延材(スラブ)は、粗圧延機101による圧延、第1仕上圧延機102および第n仕上圧延機103による圧延、ROT104における冷却を経て、巻取機105に巻き取られる。
In the rolling line configured as described above, the material to be rolled (slab) extracted from the
(情報ネットワークと制御ネットワーク)
図1の情報ネットワーク2は、操業及び製品製造に関するネットワークであり、ネットワークに接続する装置間でメッセージを送受信可能なネットワークである。
(Information network and control network)
An
図1の制御ネットワーク3は、高信頼性とリアルタイム性を実現するプラント制御用ネットワークである。具体的には、制御ネットワーク3は、コモンメモリ方式によるスキャン伝送(周期的な同報伝送)で制御データの同時性を確保可能なネットワークである。制御ネットワーク3を実現する伝送技術の一例として、TCnet(IEC(International Electrotechnical Commission)規格“IEC 61784−1/IEC 61158”)が挙げられる。
The
図1の制御ネットワーク3は、複数のノード(ノードA31〜ノードE35)を備える。ノードはステーションとも称される。ノードA31はプロセス計算機42を、ノードB32はデータ収集装置43を、ノードC33はコントローラ51を、ノードD34はコントローラ52を、ノードE35はRIO53を備える。
The
図3は、制御ネットワーク3におけるスキャン伝送について説明するための図である。ここでは、ノードA31〜ノードD34について説明するが、これは説明を平易にするためであり、実際にはノードE35とノードA31〜ノードD34との間でもスキャン伝送が行われる。
FIG. 3 is a diagram for explaining scan transmission in the
図3に示すように、ノードA31〜ノードD34は、それぞれ同一構成のコモンメモリ310〜340を有する。各コモンメモリには、プロセス計算機42により計算された設定情報が書き込まれる記憶領域、コントローラ51の出力信号(アクチュエータ71およびセンサ81の出力信号を含む)が書き込まれる記憶領域、コントローラ52の出力信号(アクチュエータ72およびセンサ82の出力信号を含む)が書き込まれる記憶領域、RIO53の出力信号(アクチュエータ73およびセンサ83の出力信号を含む)が書き込まれる記憶領域が重複しないように割り当てられている。
As illustrated in FIG. 3, the nodes A <b> 31 to D <b> 34 have
具体的には、各コモンメモリには、監視項目毎(信号毎)に定義されたシンボルに対応する記憶領域が割り当てられ、状態値が記憶される。例えば、監視項目毎に、設備動作開始シンボル、制御出力シンボル、制御実績シンボルに対応する記憶領域が割り当てられる。設備動作開始シンボルに対応する記憶領域には、設備の状態(0(非動作)か1(動作))を示す値が記憶される。制御出力シンボルに対応する記憶領域には、設備の制御目標値が記憶される。制御実績シンボルに対応する記憶領域には、設備の制御実績値が記憶される。 Specifically, a storage area corresponding to a symbol defined for each monitoring item (each signal) is allocated to each common memory, and a state value is stored. For example, storage areas corresponding to equipment operation start symbols, control output symbols, and control performance symbols are allocated to each monitoring item. In the storage area corresponding to the equipment operation start symbol, a value indicating the equipment state (0 (non-operation) or 1 (operation)) is stored. A control target value of the facility is stored in the storage area corresponding to the control output symbol. In the storage area corresponding to the control result symbol, the control result value of the facility is stored.
各ノードは、自ノードが管理するコモンメモリ上のデータを、他のすべてのノードに周期的に同報伝送する同報伝送機能を有する。例えば、ノードC33は、コモンメモリ330上のコントローラ51の出力データが書き込まれる記憶領域にあるデータを、他のすべてのノードに周期的に同報伝送して、各コモンメモリ上のデータを同期する。制御ネットワーク3は、数msec周期でスキャン伝送を実施可能である。
Each node has a broadcast transmission function for periodically broadcasting data on the common memory managed by the node to all other nodes. For example, the node C33 periodically broadcasts the data in the storage area where the output data of the
図1に戻り説明を続ける。上位計算機41および傾向監視装置44は、情報ネットワーク2に接続する。プロセス計算機42は、情報ネットワーク2に接続すると共に、ノードA31を介して制御ネットワーク3に接続する。データ収集装置43は、情報ネットワーク2に接続すると共に、ノードB32を介して制御ネットワーク3に接続する。コントローラ51は、ノードC33を介して制御ネットワーク3に接続する。コントローラ52は、ノードD34を介して制御ネットワーク3に接続する。RIO53は、ノードE35を介して制御ネットワーク3に接続する。
Returning to FIG. The
(上位計算機、プロセス計算機)
プロセス計算機42は、鉄鋼プラント1における製造プロセスを総合的に管理するプロセスコンピュータである。プロセス計算機42は、上位計算機41から生産情報を受け取り、圧延現象を模した物理モデルを用いてプラント制御のための設定情報を計算する。設備動作に必要な設定情報は、コモンメモリのスキャン伝送により、コントローラ51、コントローラ52、RIO53に伝えられる。また、設備動作の結果(実績)は、プロセス計算機42に伝えられ、プロセス計算機42は、上位計算機41に操業実績データを送信する。
(Host computer, process computer)
The
(コントローラとRIO)
コントローラ51、コントローラ52、RIO53は、プロセス計算機42が出力した設定情報に基づいて各設備を制御する。また、コントローラ51、コントローラ52、RIO53は、設備へ制御出力信号を送信し、設備から制御実績信号の受信し、コモンメモリ上の各種シンボルに対応する状態値を更新する。
(Controller and RIO)
The
[実施の形態1における特徴的構成]
(アクチュエータの異常検出)
実施の形態1のシステムにおけるアクチュエータの異常検出手法について説明する。上述したように鉄鋼プラント1は、被圧延材に作用する設備を動作させるアクチュエータを備える。設備の制御実績値を制御目標値に一致させるように、制御実績値をアクチュエータの操作量にフィードバックするフィードバック制御が実行される。
[Characteristic Configuration in Embodiment 1]
(Actuator error detection)
An actuator abnormality detection method in the system according to the first embodiment will be described. As described above, the
実施の形態1のシステムにおけるフィードバック制御の一例について説明する。設備は、被圧延材を圧延する少なくとも1対の圧延ロールを備える圧延機(第1仕上圧延機102)である。アクチュエータは1対の圧延ロールのギャップを調整するための油圧装置112である。設備の制御目標値は、1対の圧延ロールのギャップの目標値である。設備の制御実績値は、1対の圧延ロールのギャップの実績値であり、板厚計114の出力信号から推定される値である。フィードバック制御では、設備の制御実績値を制御目標値に一致させるように、制御実績値をアクチュエータの操作量にフィードバックする。
An example of feedback control in the system according to the first embodiment will be described. The facility is a rolling mill (first finish rolling mill 102) provided with at least one pair of rolling rolls for rolling the material to be rolled. The actuator is a
図4は、設備への制御出力(制御目標値)と制御実績値との関係について説明するための図である。実線120は、制御出力(制御目標値)を示す。実線122は、アクチュエータの状態が正常である場合の制御実績値を示す。実線124は、アクチュエータの状態が異常である場合の制御実績値の一例を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the control output to the equipment (control target value) and the actual control value. A
アクチュエータの異常検出手法の一つとして、制御開始から設備の状態が制御目標値に達するまでの所要時間が上限時間(図4のt1からt3までの時間)を超えた場合にアクチュエータの状態が異常であると判断することが考えられる。しかしながら、所要時間が上限時間を達しなければ正常であるとは言い切れない。図4の実線124に示すように、所要時間(図4のt1からt2までの時間)が上限時間(図4のt1からt3までの時間)を超えない場合であっても、制御目標値に達した後の制御実績値の振幅が正常時よりも大きい場合には、アクチュエータの状態は異常である。上述の異常検出手法では、このようなアクチュエータの異常を検出することができない。
As one of the abnormality detection methods of the actuator, the actuator state is abnormal when the time required from the start of control until the equipment state reaches the control target value exceeds the upper limit time (time from t1 to t3 in FIG. 4). It can be considered that it is. However, if the required time does not reach the upper limit time, it cannot be said that it is normal. As shown by a
そこで、実施の形態1のシステムでは、各時刻における制御目標値および制御実績値の偏差の絶対値を積算した積算値を算出し、積算値が閾値よりも大きい場合にアクチュエータの状態が異常であると判定することとした。 Therefore, in the system of the first embodiment, an integrated value obtained by integrating the absolute values of the deviation between the control target value and the actual control value at each time is calculated, and the actuator state is abnormal when the integrated value is larger than the threshold value. It was decided to judge.
(データ収集装置)
上述したような異常判定を実現するために、運用中の実データを収集する必要がある。データ収集装置43は、プロセス計算機42、コントローラ51、コントローラ52、RIO53が自ノードのコモンメモリに書き込んだデータを収集する。データ収集装置43は、ノードB32のコモンメモリ320上の各種信号(設備動作開始シンボル、制御出力シンボル、制御実績シンボルに関する)を、設備制御周期の1/2以下の短い周期で監視する。データ収集装置43は、各種シンボルの状態値の変化を検出すると、検出時刻とシンボル名と状態値とを関連付けたデータを作成しデータベースに蓄積する。図5は、データベースに蓄積されるデータの一例を示す図である。また、データ収集装置43は、傾向監視装置44からの検索要求に応答して検索結果を出力する。
(Data collection device)
In order to realize the abnormality determination as described above, it is necessary to collect actual data during operation. The
(傾向監視装置)
傾向監視装置44は、データ収集装置43に収集されたデータに基づいてアクチュエータの異常判定を行う。図6は、傾向監視装置44の機能について説明するための図である。傾向監視装置44は、検索部441、演算部442と、異常判定部443と、入出力部444とを備える。傾向監視装置44は、演算処理装置、記憶装置、入出力インタフェース等の演算資源を備える。上記各部の機能に対応するプログラムは、記憶装置に記憶されており、演算処理装置に実行されることで各部の機能が実現される。
(Trend monitoring device)
The
図7は、傾向監視装置44において作成される制御動作監視用の定義ファイルである。定義ファイルの項目は、設備名、設備動作開始シンボル、制御出力シンボル、制御実績シンボル、検索期間である。定義ファイルの内容は、入出力部444により編集可能である。
FIG. 7 is a control operation monitoring definition file created in the
検索部441は、定義ファイルを含む検索要求をデータ収集装置43に送信し、データ収集装置43から検索結果を受信し、演算データファイルに格納する。
The
演算部442は、指定の監視対象(監視対象シンボルおよび監視対象期間)について、制御開始から一定時間内(例えば、図4のt1からt4までの時間)の制御出力(制御目標値)および制御実績値を演算データファイルから取得し、各時刻における制御目標値および制御実績値の偏差の絶対値を積算した積算値を算出する。さらに、演算部442は、監視対象期間内のデータから複数算出された積算値について、積算値の最大値、最小値、平均値を算出する。
The
異常判定部443は、積算値の最大値が予め設定した閾値よりも大きいか否かを判定し、閾値よりも大きい場合にはアラーム信号を出力する。
The
入出力部444は、オペレータの画面操作に基づいて、定義ファイルの内容を編集可能であり、監視対象(監視対象シンボルおよび監視対象期間)を指定可能である。また、入出力部444は、検索部441による検索結果、演算部442による積算値の最大値、最小値、平均値に関するグラフ、異常判定部443によるアラーム信号を画面に表示可能である。
The input /
(フローチャート)
図8は、データ収集装置43が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、傾向監視装置44からの検索要求に応じて実行される。
(flowchart)
FIG. 8 is a flowchart of a control routine executed by the
まず、データ収集装置43は、検索要求に含まれる定義ファイル(図7)を読み込む(ステップS100)。データ収集装置43は、検索期間の範囲内で、設備動作開始シンボルの状態値が変化(0→1、1→0)した時刻をデータベースから取得する(ステップS102)。データ収集装置43は、設備動作開始シンボルの状態が変化した時刻でデータベースを検出し、当該時刻から一定時間(設定可能)内の制御出力シンボルの状態値(制御目標値)、制御実績シンボルの状態値(制御実績値)を取得する(ステップS104)。データ収集装置43は、検索期間の範囲内で取得した各時刻における設備動作開始シンボルの状態値、制御出力シンボルの状態値、制御実績シンボルの状態値を時系列データとして編集し、傾向監視装置44に送信する(ステップS106)。
First, the
図9は、傾向監視装置44が実行する制御ルーチンのフローチャートである。検索部441は、定義ファイルを含む検索要求をデータ収集装置43に送信し、データ収集装置43から検索結果を受信し、演算データファイルに格納する。
FIG. 9 is a flowchart of a control routine executed by the
オペレータは、入出力部444の画面から監視対象(監視対象シンボル、監視対象期間)を指定する(ステップS110)。 The operator designates a monitoring target (monitoring target symbol, monitoring target period) from the screen of the input / output unit 444 (step S110).
演算部442は、演算データファイルから指定の監視対象について、制御開始から一定時間内の制御目標値および制御実績値を取得し、各時刻における制御目標値および制御実績値の偏差の絶対値を積算した積算値を算出する。さらに、演算部442は、監視対象期間内のデータから複数算出された積算値について、積算値の最大値、最小値、平均値を算出する(ステップS112)。
The
異常判定部443は、閾値チェックを行う(ステップS114)。閾値チェックでは、積算値の最大値が予め設定した閾値よりも大きいか否かが判定され、閾値よりも大きい場合にはアラーム信号が出力される。
The
入出力部444は、検索部441による検索結果、演算部442による積算値の最大値、最小値、平均値に関するグラフ、異常判定部443によるアラーム信号を画面に表示する(ステップS116)。
The input /
以上説明したように、実施の形態1のシステムによれば、オペレータは、画面を確認することで、フィードバック制御(例えば、圧延ロールのゲージ制御)の動作の変化を確認でき、設備の異常を早期に発見することができる。特に、積算値を用いた閾値チェックにより、アクチュエータの異常を精度高く早期に発見することができる。 As described above, according to the system of the first embodiment, the operator can confirm the change in the operation of the feedback control (for example, the gauge control of the rolling roll) by confirming the screen, and the abnormality of the facility can be detected early. Can be found in. In particular, it is possible to detect an abnormality of the actuator with high accuracy and early by performing a threshold value check using the integrated value.
実施の形態2.
[実施の形態2のシステム構成]
次に、図10〜図12を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは図1に示す構成において、データ収集装置43に後述する図11のルーチンを、傾向監視装置44に図12のルーチンを実施させることで実現することができる。
[System Configuration of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the configuration shown in FIG. 1, the system of this embodiment can be realized by causing the
実施の形態2のシステムは、上述した実施の形態1のシステムに加えて、バルブのようにON/OFF回数で寿命を持つアクチュエータの余寿命を確認可能なシステムである。 The system according to the second embodiment is a system capable of confirming the remaining life of an actuator having a lifetime by the number of ON / OFF times, such as a valve, in addition to the system of the first embodiment described above.
図10は、傾向監視装置44において作成される制御動作監視用の定義ファイルである。定義ファイルの項目は、少なくとも設備名、設備動作開始シンボル、検索期間を含む。定義ファイルの内容は、入出力部444により編集可能である。
FIG. 10 is a control operation monitoring definition file created in the
(フローチャート)
図11は、データ収集装置43が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、傾向監視装置44からの検索要求に応じて実行される。
(flowchart)
FIG. 11 is a flowchart of a control routine executed by the
まず、データ収集装置43は、検索要求に含まれる定義ファイル(図10)を読み込む(ステップS200)。データ収集装置43は、検索期間の範囲内で、設備動作開始シンボルの状態値が変化(0→1、1→0)した時刻をデータベースから取得する(ステップS202)。データ収集装置43は、取得した時刻情報を時系列データとして編集し(ステップS204)、傾向監視装置44に送信する(ステップS206)。
First, the
図12は、傾向監視装置44が実行する制御ルーチンのフローチャートである。検索部441は、定義ファイルを含む検索要求をデータ収集装置43に送信し、データ収集装置43から検索結果を受信し、演算データファイルに格納する。
FIG. 12 is a flowchart of a control routine executed by the
オペレータは、入出力部444の画面から監視対象(監視対象シンボル、監視対象期間)を指定する(ステップS210)。 The operator designates a monitoring target (monitoring target symbol, monitoring target period) from the screen of the input / output unit 444 (step S210).
演算部442は、演算データファイルから指定の監視対象について、監視対象期間内のON→OFF(1→0)回数の積算値(カウント数)を算出する(ステップS212)。
The
異常判定部443は、閾値チェックを行う(ステップS214)。閾値チェックでは、積算値が予め設定した閾値よりも大きいか否かが判定され、閾値よりも大きい場合にはアラーム信号が出力される。
The
入出力部444は、検索部441による検索結果、演算部442による積算値(カウント数)、異常判定部443によるアラーム信号を画面に表示する(ステップS216)。
The input /
以上説明したように、実施の形態2のシステムによれば、オペレータは、画面を確認することで、バルブのようにON/OFF回数で寿命を持つアクチュエータの余寿命を確認することができ、設備の異常を早期に発見することができる。 As described above, according to the system of the second embodiment, the operator can confirm the remaining life of an actuator having a life by the number of ON / OFF times, such as a valve, by checking the screen. Can be detected early.
実施の形態3.
[実施の形態3のシステム構成]
次に、図13〜図15を参照して本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態のシステムは図1に示す構成において、データ収集装置43に後述する図14のルーチンを、傾向監視装置44に図15のルーチンを実施させることで実現することができる。
[System Configuration of Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the configuration shown in FIG. 1, the system of this embodiment can be realized by causing the
[実施の形態3における特徴的制御]
実施の形態3のシステムでは、上述した実施の形態1のシステムに加えて、動作開始信号出力で決まった動作(シーケンス制御)を行う設備(例えば、加熱炉エクストラクタ)の動作の変化を捉え、設備の異常を早期に発見可能なシステムである。
[Characteristic Control in Embodiment 3]
In the system of the third embodiment, in addition to the system of the first embodiment described above, a change in operation of equipment (for example, a heating furnace extractor) that performs an operation (sequence control) determined by an operation start signal output is captured. It is a system that can detect equipment abnormalities at an early stage.
図13は、傾向監視装置44において作成される制御動作監視用の定義ファイルである。定義ファイルの項目は、少なくとも設備名、設備動作開始シンボル、設備動作完了シンボル、検索期間を含む。定義ファイルの内容は、入出力部444により編集可能である。
FIG. 13 is a control operation monitoring definition file created in the
(フローチャート)
図14は、データ収集装置43が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、傾向監視装置44からの検索要求に応じて実行される。
(flowchart)
FIG. 14 is a flowchart of a control routine executed by the
まず、データ収集装置43は、検索要求に含まれる定義ファイル(図13)を読み込む(ステップS300)。データ収集装置43は、検索期間の範囲内で、設備動作開始シンボルの状態値が変化(0→1、1→0)した時刻と、設備動作完了シンボルの状態値が変化(0→1、1→0)した時刻をデータベースから取得する(ステップS302)。データ収集装置43は、取得した時刻情報から、動作時間(=動作終了時刻−動作開始時刻)を演算し、時系列データとして編集し(ステップS304)、傾向監視装置44に送信する(ステップS306)。
First, the
図15は、傾向監視装置44が実行する制御ルーチンのフローチャートである。検索部441は、定義ファイルを含む検索要求をデータ収集装置43に送信し、データ収集装置43から検索結果を受信し、演算データファイルに格納する。
FIG. 15 is a flowchart of a control routine executed by the
オペレータは、入出力部444の画面から監視対象(監視対象シンボル、監視対象期間)を指定する(ステップS310)。 The operator designates a monitoring target (monitoring target symbol, monitoring target period) from the screen of the input / output unit 444 (step S310).
演算部442は、演算データファイルから、監視対象期間内の動作時間をすべて取得し、動作時間の最大値、最小値、平均値を算出する(ステップS312)。
The
異常判定部443は、閾値チェックを行う(ステップS314)。閾値チェックでは、動作時間の最大値が予め設定した閾値よりも大きいか否かが判定され、閾値よりも大きい場合にはアラーム信号が出力される。
The
入出力部444は、検索部441による検索結果、演算部442による動作時間の最大値、最小値、平均値に関するグラフ、異常判定部443によるアラーム信号を画面に表示する(ステップS316)。
The input /
以上説明したように、実施の形態3のシステムによれば、オペレータは、画面を確認することで、動作開始信号出力で決まった動作(シーケンス制御)を行う設備(例えば、加熱炉エクストラクタ)の動作の変化を捉え、設備の異常を早期に発見することができる。 As described above, according to the system of the third embodiment, the operator confirms the screen and the equipment (for example, the heating furnace extractor) that performs the operation (sequence control) determined by the operation start signal output is confirmed. Capturing changes in operation and detecting equipment abnormalities at an early stage.
1 鉄鋼プラント
2 情報ネットワーク
3 制御ネットワーク
31 ノードA
32 ノードB
33 ノードC
34 ノードD
35 ノードE
41 上位計算機
42 プロセス計算機
43 データ収集装置
44 傾向監視装置
51、52 コントローラ
53 RIO
71、72、73 アクチュエータ
81、82、83 センサ
100 加熱炉
101 粗圧延機
102 第1仕上圧延機
103 第n仕上圧延機
104 ROT
105 巻取機
107 搬送テーブル
110、111 モータ
112、113 油圧装置
114、115 板厚計
310、320、330、340 コモンメモリ
441 検索部
442 演算部
443 異常判定部
444 入出力部
1
32 Node B
33 Node C
34 Node D
35 Node E
41
71, 72, 73
105
Claims (3)
前記鉄鋼プラントは、
被圧延材に作用する設備を動作させるアクチュエータと、
前記設備の制御実績値を制御目標値に一致させるように、制御実績値を前記アクチュエータの操作量にフィードバックするコントローラと、
各時刻における前記設備の制御目標値および制御実績値を収集するデータ収集装置と、を備え、
前記傾向監視装置は、
前記データ収集装置が収集した各時刻における制御目標値および制御実績値の偏差の絶対値を積算した積算値を算出する演算部と、
前記積算値が閾値よりも大きい場合に前記アクチュエータの状態が異常であると判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とする鉄鋼プラントの傾向監視装置。 A trend monitoring device for a steel plant,
The steel plant is
An actuator for operating equipment acting on the material to be rolled;
A controller that feeds back the control result value to the operation amount of the actuator so that the control result value of the equipment matches the control target value;
A data collection device that collects the control target value and control result value of the facility at each time, and
The trend monitoring device is:
A calculation unit that calculates an integrated value obtained by integrating the absolute value of the deviation of the control target value and the actual control value at each time collected by the data collection device;
An abnormality determination unit that determines that the state of the actuator is abnormal when the integrated value is greater than a threshold;
A trend monitoring device for a steel plant, comprising:
前記アクチュエータは、前記1対の圧延ロールのギャップを調整するための油圧装置であること、
を特徴とする請求項1記載の鉄鋼プラントの傾向監視装置。 The equipment is a rolling mill provided with at least one pair of rolling rolls for rolling the material to be rolled.
The actuator is a hydraulic device for adjusting a gap between the pair of rolling rolls;
The steel plant tendency monitoring device according to claim 1.
前記演算部は、収集された前記設備動作開始時刻の数をカウントし、
前記異常判定部は、前記演算部がカウントした数が閾値よりも大きい場合に前記設備の状態が異常であると判定すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の鉄鋼プラントの傾向監視装置。 The data collection device collects facility operation start time when a signal for starting operation of the facility is output,
The calculation unit counts the number of collected facility operation start times,
The abnormality determination unit determines that the state of the facility is abnormal when the number counted by the calculation unit is greater than a threshold value;
The steel plant trend monitoring apparatus according to claim 1 or 2, characterized by the above.
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