專利名稱：軋制除鱗裝置的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋制除鱗裝置的控制裝置。
背景技術(shù)：
已提出一種獲得用于向軋制除鱗裝置的除鱗頭提供所需的水的泵的轉(zhuǎn)速指令值、以對(duì)使泵運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的軋制除鱗裝置的控制裝置。根據(jù)該控制裝置，可僅在需要時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。因此，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，能實(shí)現(xiàn)節(jié)能化(例如，參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2000 - 288620號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題然而，若在極短時(shí)間內(nèi)使泵起動(dòng)或停止，則有時(shí)會(huì)給軋制除鱗裝置的配管等帶來過大的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)節(jié)能化、并減輕對(duì)除鱗裝置的負(fù)擔(dān)的軋制除鱗裝置的控制裝置。解決技術(shù)問題所 采用的技術(shù)方案本發(fā)明所涉及的軋制除鱗裝置的控制裝置包括:決定功能，該決定功能決定設(shè)置于軋制線的軋制除鱗裝置的除鱗頭的使用定時(shí)；掌握功能，該掌握功能掌握所述軋制線中的被軋材的位置；節(jié)能控制功能，該節(jié)能控制功能基于所述除鱗頭的使用定時(shí)和所述被軋材的位置，去除附著于所述被軋材的鱗狀物，并且，計(jì)算經(jīng)由配管向所述除鱗頭提供水的泵的轉(zhuǎn)速指令值，以不浪費(fèi)電力；驅(qū)動(dòng)功能，該驅(qū)動(dòng)功能基于與所述泵的轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)的指令值，控制使所述泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)；及設(shè)備保護(hù)功能，該設(shè)備保護(hù)功能在所述節(jié)能控制功能計(jì)算所述泵的轉(zhuǎn)速指令值時(shí)，施加限制，以不給所述軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，并減輕對(duì)除鱗裝置的負(fù)擔(dān)。


圖1是采用本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置的熱軋線的結(jié)構(gòu)圖。圖2是由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所控制的軋制除鱗裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置的框圖。圖4是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所控制的軋制除鱗裝置的泵的特性進(jìn)行說明的圖。
圖5是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所控制的軋制除鱗裝置的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的分布進(jìn)行說明的圖。圖6是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)的計(jì)算方法進(jìn)行說明的圖。圖7是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明的圖。圖8是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所設(shè)定的預(yù)測時(shí)間和預(yù)測計(jì)算定時(shí)進(jìn)行說明的圖。圖9是用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置內(nèi)的處理進(jìn)行說明的流程圖。圖10是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式2中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明的圖。圖11是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式3中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明的圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。另外，在各圖中，對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，適當(dāng)?shù)睾喕蚴÷云渲貜?fù)說明。實(shí)施方式I圖1是采用本發(fā)明的實(shí)施方 式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置的熱軋線的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，I是加熱爐。在加熱爐I的出口側(cè)配置有至少I臺(tái)粗軋機(jī)2。在粗軋機(jī)2的出口側(cè)配置有精軋機(jī)3。精軋機(jī)3包括多臺(tái)精軋機(jī)架Fl F7。在精軋機(jī)3的出口側(cè)配置有卷繞機(jī)4。在加熱爐I的出口側(cè)配置有除鱗頭5a，以作為水壓破鱗機(jī)(HSB =Hydraulic ScaleBreaker)。在各粗軋機(jī)2的入口側(cè)配置有除鱗頭5b，以作為粗軋機(jī)入口側(cè)除鱗機(jī)。在各粗軋機(jī)2的出口側(cè)配置有除鱗頭5c，以作為粗軋機(jī)出口側(cè)除鱗機(jī)。在精軋機(jī)3的入口側(cè)配置有除鱗頭5d，以作為精軋破鱗機(jī)(FSB =FinisherScale Breaker)。在精軋機(jī)3的上游側(cè)，在精軋機(jī)架Fl與精軋機(jī)架F2之間配置有除鱗頭5e，以作為精軋機(jī)架間除鱗機(jī)。在精軋機(jī)架F2與精軋機(jī)架F3之間也配置有除鱗頭5e，以作為精軋機(jī)架間除鱗機(jī)。在該熱軋線中，從加熱爐I中提取出被軋材。之后，從除鱗頭5a噴出水。通過該水來將附著于被軋材表面的鱗狀物(氧化膜)去除。之后，從除鱗頭5b噴出水。通過該水來將再次附著于被軋材的鱗狀物去除。之后，利用粗軋機(jī)2來對(duì)被軋材進(jìn)行軋制。之后，從除鱗頭5c噴出水。通過該水來將再次附著于被軋材的鱗狀物去除。之后，利用粗軋機(jī)2來對(duì)被軋材進(jìn)行反向軋制。在利用粗軋機(jī)2進(jìn)行軋制之后，從除鱗頭5d噴出水。通過該水來將再次附著于被軋材的鱗狀物去除。之后，精軋機(jī)3將被軋材進(jìn)行軋制達(dá)到產(chǎn)品板厚。此時(shí)，從除鱗頭5e噴出水。通過該水來將再次附著于被軋材的鱗狀物去除。之后，利用卷繞機(jī)4將被軋材卷繞成卷材狀。接下來，利用圖2對(duì)包含除鱗頭5a 5e的軋制除鱗裝置進(jìn)行說明。圖2是由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所控制的軋制除鱗裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖2中，6是供水源。在供水源6的出口側(cè)連接有配管7的入口側(cè)。在配管7的出口側(cè)并聯(lián)連接有多臺(tái)泵8。這些泵8具有相同的額定值。在各泵8的出口側(cè)連接有配管9的入口側(cè)。在各泵8的排出側(cè)，對(duì)各配管9安裝有止回閥10。在各止回閥10的下游側(cè)，對(duì)各配管9安裝有截止閥11。在各配管9的出口側(cè)連接有配管12的入口側(cè)。在配管12的出口側(cè)連接有多個(gè)配管13的入口側(cè)。對(duì)各配管13安裝有截止閥14。在各配管13的出口側(cè)分別連接有除鱗頭5a 5e。對(duì)止回閥10與截止閥11之間的配管9連接有配管15的入口側(cè)。對(duì)各配管15設(shè)置有泄壓閥16。在配管15的出口側(cè)配置有凹坑17。在配管12的附近配置有多臺(tái)大容量的蓄壓器18。在各蓄壓器18的出口側(cè)連接有配管19的入口側(cè)。對(duì)各配管19設(shè)置有截止閥20。在各配管19的出口側(cè)連接有配管12。與各泵8相對(duì)應(yīng)地設(shè)置有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)21。這些電動(dòng)機(jī)21具有相同的額定值。電動(dòng)機(jī)21與控制裝置22相連接。在該軋制除鱗裝置中，通過控制裝置22的控制來使電動(dòng)機(jī)21旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由電動(dòng)機(jī)21的軸傳遞給泵8。通過該傳遞，使泵8運(yùn)轉(zhuǎn)。通過該運(yùn)轉(zhuǎn)，從供水源6經(jīng)由配管7提升水。之后，泵8以所需的 壓力和流量將水提供給配管9。此時(shí)，止回閥10防止水向泵8產(chǎn)生倒流。該水經(jīng)由配管12提供給配管13。此時(shí)，蓄壓器18抑制配管12等的水的壓力脈動(dòng)。之后，該水提供給除鱗頭5a 5e。除鱗頭5a 5e在必要時(shí)噴射該水。此時(shí)，若來自泵8所供給的高壓水不足，則將蓄壓器18內(nèi)的高壓水排放到配管12。其結(jié)果是，彌補(bǔ)了暫時(shí)的水壓下降、水量下降。在不使用除鱗頭5a 5e等情況下，若對(duì)配管9施加一定值以上的水壓，則泄壓閥16打開。因此，規(guī)定量的水經(jīng)由配管15流入到凹坑17。該水可進(jìn)行再利用。若關(guān)閉截止閥11，則在對(duì)應(yīng)的配管9中，水停止流動(dòng)。與此相反，若打開截止閥11，則在對(duì)應(yīng)的配管9中有水流動(dòng)。即，通過控制截止閥11的開關(guān)狀態(tài)，可選定有水流動(dòng)的配管9。接下來，利用圖3，對(duì)控制裝置22進(jìn)行說明。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置的框圖。如圖3所示，控制裝置22包括二級(jí)控制裝置23、一級(jí)控制裝置24、節(jié)能控制裝置
25、運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置26、及驅(qū)動(dòng)裝置27。二級(jí)控制裝置23由過程計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。二級(jí)控制裝置23具有如下功能:基于軋制模型，進(jìn)行設(shè)定計(jì)算和大量的數(shù)據(jù)管理等，從而能從被軋材的前端開始進(jìn)行穩(wěn)定且高精度的軋制。具體而言，二級(jí)控制裝置23具有如下決定功能:在被軋材到達(dá)粗軋機(jī)2、精軋機(jī)3之前，根據(jù)被軋材的規(guī)格，決定軋輥間隙及軋輥的速度、各除鱗頭5a 5e的使用定時(shí)等使用信息。一級(jí)控制裝置24由可編程邏輯控制器(PLC)等構(gòu)成。一級(jí)控制裝置24具有基于來自位置檢測器(未圖示)和測量器(未圖示)的信息、掌握熱軋線上被軋材的位置信息的掌握功能。一級(jí)控制裝置24具有基于來自二級(jí)控制裝置23的除鱗頭5a 5e的使用信息和被軋材的位置信息、計(jì)算與所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值的功能等。該轉(zhuǎn)速指令值包括一定值和來自操作人員的指令值等。一級(jí)控制裝置24具有高速地進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制、以使被軋材全長達(dá)到高品質(zhì)的功能。例如，作為動(dòng)態(tài)控制，可選擇反饋控制、前饋控制。在選擇了反饋控制的情況下，基于來自測量器的信息，對(duì)軋輥間隙及軋輥的速度等進(jìn)行連續(xù)控制。在選擇了前饋控制的情況下，利用預(yù)測信息，對(duì)軋輥間隙及軋輥的速度等進(jìn)行連續(xù)控制。節(jié)能控制裝置25包括設(shè)備保護(hù)功能25a。節(jié)能控制裝置25具有如下節(jié)能控制功能:基于來自二級(jí)控制裝置23的除鱗頭5a 5e的使用信息和來自一級(jí)控制裝置24的被軋材的位置信息，計(jì)算在進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值，并計(jì)算與該計(jì)算結(jié)果相對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值。此時(shí)，設(shè)備保護(hù)功能25a施加限制，以不給軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷。運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置26具有切換運(yùn)轉(zhuǎn)方法的功能。具體而言，在不進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置26輸出由一級(jí)控制裝置24計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值。與此相反，在進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置26輸出由節(jié)能控制裝置25計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值。驅(qū)動(dòng)裝置27具有將由運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置26輸出的電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值作為運(yùn)轉(zhuǎn)指令值、來對(duì)電動(dòng)機(jī)21進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)功能。另外，也有時(shí)會(huì)將節(jié)能控制裝置25和設(shè)備保護(hù)功能25a嵌入到二級(jí)控制裝置23或一級(jí)控制裝置24內(nèi)?！そ酉聛?，利用圖4，對(duì)所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的計(jì)算方法進(jìn)行說明。圖4是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所控制的軋制除鱗裝置的泵的特性進(jìn)行說明的圖。圖4的橫軸為流量。圖4的縱軸為揚(yáng)程。圖4是將5臺(tái)相同額定值的泵8進(jìn)行并聯(lián)連接的情況。在使I臺(tái)至5臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，雖然流量隨著臺(tái)數(shù)的增加而相加，但最大揚(yáng)程不變。在圖4中，L是為了從除鱗頭5a等噴出水而需要的最低限度的揚(yáng)程。Rl R3是負(fù)荷曲線。(I臺(tái)泵) (5臺(tái)泵)是揚(yáng)程曲線。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)A是負(fù)荷曲線Rl與揚(yáng)程曲線(3臺(tái)泵)的交點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)B是負(fù)荷曲線R2與揚(yáng)程曲線(3臺(tái)泵)的交點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)C是負(fù)荷曲線R3與揚(yáng)程曲線(3臺(tái)泵)的交點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)D是負(fù)荷曲線R3與需要的最低限度的揚(yáng)程L的交點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)E是負(fù)荷曲線R2與通過運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)D的揚(yáng)程曲線的交點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)F是負(fù)荷曲線Rl與通過運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)D的揚(yáng)程曲線的交點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)G是負(fù)荷曲線Rl與揚(yáng)程曲線(2臺(tái)泵)的交點(diǎn)。軋制除鱗裝置的配管系統(tǒng)的阻力越大，負(fù)荷曲線Rl等的傾斜越急劇。即，負(fù)荷曲線Rl等根據(jù)所使用的除鱗頭5a等的種類和數(shù)量而變化。例如，若所使用的除鱗頭5a等變多，則負(fù)荷曲線Rl等的傾斜變緩和。此時(shí)，負(fù)荷曲線Rl等和揚(yáng)程曲線(I臺(tái)泵)等的交點(diǎn)成為泵8的流量及揚(yáng)程。即，根據(jù)除鱗頭5a等的使用狀態(tài)及泵8的轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)A等發(fā)生變化，泵8的流量及揚(yáng)程發(fā)生變化。在此情況下，基于與除鱗頭5a等的使用狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線Rl等，計(jì)算所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速，以超過需要的最低限度的揚(yáng)程L。例如，在某一時(shí)刻的負(fù)荷曲線為R3的情況下，3臺(tái)泵8的轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)C的揚(yáng)程低于需要的最低限度的揚(yáng)程L。在此情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)D的揚(yáng)程成為需要的最低限度。因此，計(jì)算給予運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)D的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速X作為所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速。關(guān)于軋制除鱗裝置，需要的最低限度的揚(yáng)程L始終是一定的。與此不同的是，負(fù)荷曲線Rl等根據(jù)各除鱗頭5a等的使用狀態(tài)而變化。因此，所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速隨時(shí)間而變化。接下來，利用圖5，對(duì)利用圖4中說明過的計(jì)算方法而得到的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的分布的一個(gè)示例進(jìn)行說明。圖5是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所控制的軋制除鱗裝置的所需泵轉(zhuǎn)速的分布進(jìn)行說明的圖。在規(guī)定的預(yù)測時(shí)間T內(nèi)，所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速隨時(shí)間而變化。取決于時(shí)間段，也有時(shí)所有除鱗頭5a 5e均未使用。在此情況下，所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速成為O。接下來，利用圖6，對(duì)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)的計(jì)算方法進(jìn)行說明。圖6是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)的計(jì)算方法進(jìn)行說明的圖。在圖6中，對(duì)使用3臺(tái)固定轉(zhuǎn)速泵和I臺(tái)逆變器驅(qū)動(dòng)泵、以作為泵8的情況進(jìn)行說明。固定轉(zhuǎn)速泵在重復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)和停止時(shí)，會(huì)帶來負(fù)擔(dān)。因此，固定轉(zhuǎn)速泵始終在商用頻率的一定電壓下進(jìn)行額定運(yùn)轉(zhuǎn)。`在此情況下,若設(shè)各固定轉(zhuǎn)速泵在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速為100%,則使3臺(tái)固定轉(zhuǎn)速泵進(jìn)行額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速成為300%。與此不同的是，通過變更提供電壓、頻率，可將逆變器驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速控制在0% 100%之間。因此，泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin成為300%。與其相對(duì)應(yīng)，泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最大值Xmax成為 400%。在圖6中，在增加結(jié)束時(shí)刻tl與減少開始時(shí)刻t2之間，成為所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速X(% )。在此情況下，需要使泵8的總計(jì)轉(zhuǎn)速在增加結(jié)束時(shí)刻tl之前可靠地達(dá)到所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速X。因此，節(jié)能控制裝置25計(jì)算泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)，使得比增加結(jié)束時(shí)刻tl要提前預(yù)備時(shí)間At達(dá)到泵總計(jì)轉(zhuǎn)速X。在此情況下，預(yù)備時(shí)間At設(shè)定為3、4秒左右。此時(shí),節(jié)能控制裝置25使泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)從泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin的狀態(tài)開始、以一定的斜率α ( > O) (% /s)增加。此時(shí)，設(shè)備保護(hù)功能25a進(jìn)行設(shè)定，使得斜率α的絕對(duì)值成為規(guī)定值以下，以不給軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷。例如，斜率α設(shè)定成從使泵8起動(dòng)至達(dá)到100%轉(zhuǎn)速為止花費(fèi)10 30秒左右。在此情況下，增加開始時(shí)刻t0通過下面的(I)式來計(jì)算。t0 = tr At-(XU1)-Xmin) / a(I)之后，若達(dá)到減少開始時(shí)刻t2，節(jié)能控制裝置25使泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)從泵總計(jì)轉(zhuǎn)速X的狀態(tài)開始、以一定的斜率P ( < 0) (% /s)減少。此時(shí)，設(shè)備保護(hù)功能25a進(jìn)行設(shè)定，使得斜率0的絕對(duì)值成為規(guī)定值以下，以不給軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷。例如，斜率P設(shè)定成從泵8達(dá)到100%轉(zhuǎn)速的狀態(tài)開始至停止為止花費(fèi)10 30秒左右。在此情況下，減少結(jié)束時(shí)刻t3通過下面的⑵式來計(jì)算。t3 = t2+ (X (t2) -Xmin) / &(2)對(duì)所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速變化的所有時(shí)刻都進(jìn)行上述計(jì)算。接下來，利用圖7，對(duì)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明。圖7是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明的圖。在圖7中，t。為判定時(shí)刻。tcl tc3是判定時(shí)刻tc中連續(xù)的判定時(shí)刻。A tc是判定間隔時(shí)間。在此情況下，每隔判定間隔時(shí)刻八1。，成為判定時(shí)刻1。1、1。2、億3。若判定間隔時(shí)間At。過大，則有時(shí)會(huì)無法進(jìn)行滿足所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的控制。因此，將判定間隔時(shí)間At。設(shè)定為0.5 1.0秒左右。節(jié)能控制裝置25在每一判定時(shí)刻t。，將所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速、泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)、泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin中的最大的值選定作為泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。此時(shí)，作為泵 總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)X1，選定在之前的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的減少開始時(shí)刻(第I時(shí)刻)從之前的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速(第I規(guī)定值)以斜率P減少的情況下的值。作為泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)X2，選定為了在比之后的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的增加結(jié)束時(shí)刻要提前預(yù)備時(shí)間的時(shí)刻(第2時(shí)刻)達(dá)到之后的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速(第2規(guī)定值)而以斜率a增加的情況下的值。例如，在判定時(shí)刻，在所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速、泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的候補(bǔ)X1及候補(bǔ)\、泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin中,候補(bǔ)X1最大。因此,將候補(bǔ)X1選定作為泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。在判定時(shí)刻te2，候補(bǔ)X1和候補(bǔ)X2具有相同的值，且最大。因此，將候補(bǔ)X1或候補(bǔ)X2選定作為泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。在判定時(shí)刻1:。2,候補(bǔ)X2最大。因此,將候補(bǔ)X2選定作為泵轉(zhuǎn)速指令值。節(jié)能控制裝置25用直線來對(duì)各判定時(shí)刻t。的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值進(jìn)行插補(bǔ)。其結(jié)果是，可獲得在預(yù)測時(shí)間T內(nèi)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的分布。接下來，利用圖8，對(duì)預(yù)測時(shí)間T和預(yù)測計(jì)算定時(shí)進(jìn)行說明。圖8是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置所設(shè)定的預(yù)測時(shí)間和預(yù)測計(jì)算定時(shí)進(jìn)行說明的圖。如圖8所示，將從當(dāng)前時(shí)刻到將來的某一時(shí)刻為止的一定范圍設(shè)定作為預(yù)測時(shí)間T。對(duì)于預(yù)測時(shí)間T，可考慮到從加熱爐I提取出的板坯到成為產(chǎn)品卷材為止的所需時(shí)間等來進(jìn)行設(shè)定。例如，在所需時(shí)間為4、5分鐘的情況下，將預(yù)測時(shí)間T設(shè)定為2 5分鐘。此時(shí)，粗軋所需的時(shí)間為3.0分鐘左右。與此不同的是，精軋所需的時(shí)間為1.5
2.0分鐘左右。因此，考慮到軋制時(shí)間更短的精軋，有時(shí)將預(yù)測時(shí)間T設(shè)定為1.0 2.0分鐘左右。若將預(yù)測時(shí)間T設(shè)定得較長，則該預(yù)測時(shí)間T內(nèi)的信息量增加。因此，能更有效地力圖實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。另一方面，從當(dāng)前時(shí)刻到較遠(yuǎn)將來的信息是不確定的。因此，考慮到節(jié)能的效果和將來的信息的可靠性，來設(shè)定預(yù)測時(shí)間τ。另外，若設(shè)泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值為Xmin、泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最大值為Xmax、使泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值增加時(shí)的斜率為α、預(yù)備時(shí)間為At、使泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值減少時(shí)的斜率為β，則將預(yù)測時(shí)間T設(shè)定成滿足下面的(3)式和(4)式。T > (Xmax-Xmin) / a+At(3)T > (Xmax-Xmin) / (-β)⑷其結(jié)果是，即使對(duì)于之后的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的變化，也可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。在熱軋線上，軋制中的被軋材的速度發(fā)生變化。因此，節(jié)能控制裝置25每隔一定的再次計(jì)算時(shí)間間隔ΛΤ，基于最新的預(yù)測信息，再次計(jì)算泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。將再次計(jì)算時(shí)間間隔AT設(shè)定為至少比預(yù)測時(shí)間T要短的時(shí)間。例如，將再次計(jì)算時(shí)間間隔AT設(shè)定為預(yù)測時(shí)間T的1/5至1/2左右。接下來，利用圖9，對(duì)節(jié)能控制裝置25內(nèi)的處理進(jìn)行說明。圖9是用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I中的軋制除鱗裝置的控制裝置內(nèi)的處理進(jìn)行說明的流程圖。首先，在步驟S I中，節(jié)能控制裝置25設(shè)定預(yù)測時(shí)間Τ。之后，前進(jìn)至步驟S2，節(jié)能控制裝置25判定是否是預(yù)測計(jì)算定時(shí)。在不是預(yù)測計(jì)算定時(shí)的情況下，重復(fù)步驟S2的判定。在步驟S2中判定為是預(yù)測計(jì)算定時(shí)的情況下，前進(jìn)至步驟S3。在步驟S3中，節(jié)能控制裝置25獲得所使用的除鱗 頭5a等和被軋材的位置信息。之后，前進(jìn)至步驟S4，節(jié)能控制裝置25生成預(yù)測時(shí)間T中所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的分布。之后，前進(jìn)至步驟S5，節(jié)能控制裝置25計(jì)算滿足所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速及設(shè)備保護(hù)功能25a所產(chǎn)生的限制條件的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。之后，前進(jìn)至步驟S6，節(jié)能控制裝置25計(jì)算與泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值。之后，節(jié)能控制裝置25將電動(dòng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速指令值發(fā)送到運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置26。之后，前進(jìn)至步驟S7，節(jié)能控制裝置25設(shè)定下一次的預(yù)測計(jì)算時(shí)刻。具體而言，將當(dāng)前時(shí)刻與再次計(jì)算時(shí)間間隔AT進(jìn)行相加后得到的時(shí)刻設(shè)定作為下一次的預(yù)測計(jì)算時(shí)亥|J。之后,重復(fù)步驟S2以后的處理。根據(jù)以上說明的實(shí)施方式1，節(jié)能控制裝置25計(jì)算進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。此時(shí)，設(shè)備保護(hù)功能25a施加限制，以不給軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷。因此，能實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，并減輕對(duì)軋制除鱗裝置的負(fù)擔(dān)。其結(jié)果是，能延長泵8、配管9等設(shè)備的壽命。因而，能降低設(shè)備修理和更換的頻度。即，能抑制資源的浪費(fèi)。具體而言，設(shè)備保護(hù)功能25a施加限制，使得泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的變化率的絕對(duì)值成為規(guī)定值以下。因此，能利用簡單的計(jì)算式來減輕對(duì)軋制除鱗裝置的負(fù)擔(dān)。此外，在需要使泵8的總計(jì)轉(zhuǎn)速在規(guī)定時(shí)間之前增加到規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，節(jié)能控制裝置25計(jì)算泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值，使得在比規(guī)定時(shí)間要提前規(guī)定值達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速。因此，能使泵8的總計(jì)轉(zhuǎn)速在規(guī)定時(shí)間之前可靠地達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速。此外，在需要使泵8的轉(zhuǎn)速在第I時(shí)刻從第I規(guī)定值減少、之后在第2時(shí)刻之前增加到第2規(guī)定值的情況下，節(jié)能控制裝置25將在第I時(shí)刻與第2時(shí)刻之間、在第I時(shí)刻從第I規(guī)定值減少的情況下的值和在第2時(shí)刻之前增加到第2規(guī)定值的情況下的值中的較大的值選定作為泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值。因此，能在滿足前后的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，并減輕對(duì)軋制除鱗裝置的負(fù)擔(dān)。另外，即使固定轉(zhuǎn)速泵的臺(tái)數(shù)、逆變器驅(qū)動(dòng)泵的臺(tái)數(shù)與本實(shí)施方式不同，也能進(jìn)行本實(shí)施方式中說明的控制。實(shí)施方式2圖10是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式2中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明的圖。另外，對(duì)于與實(shí)施方式I相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同標(biāo)號(hào)，并省略其說明。在圖10中，利用設(shè)計(jì)階段的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)調(diào)查來確認(rèn)除鱗裝置的諧振點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)調(diào)查中，通過使逆變器驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速從0%以一定間隔進(jìn)行增加，從而可確認(rèn)除鱗裝置的諧振點(diǎn)。在本實(shí)施方式中，在諧振點(diǎn)的值較小的情況下，設(shè)定泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值，使其始終超過諧振點(diǎn)。通過該設(shè)定，可避免除鱗裝置的諧振。例如，在逆變器驅(qū)動(dòng)泵的諧振點(diǎn)為10%的情況下，設(shè)定泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值，使得逆變器驅(qū)動(dòng)泵始終以15%以上的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。即，若考慮到固定轉(zhuǎn)速泵的轉(zhuǎn)速，則將泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin設(shè)定為315%。根據(jù)以上說明的實(shí)施方式2，將比軋制除鱗裝置發(fā)生諧振時(shí)的泵8的總計(jì)轉(zhuǎn)速要大的值設(shè)定作為泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin。因此，能避免除鱗裝置的諧振。即，能抑制軋制除鱗裝置的振動(dòng)和對(duì)軋制 除鱗裝置的負(fù)荷。此外，能抑制壓力脈動(dòng)的增大。因此，可提高泵8的轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。此外，能抑制泵8的噪音。實(shí)施方式3圖11是用于對(duì)由本發(fā)明的實(shí)施方式3中的軋制除鱗裝置的控制裝置所執(zhí)行的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值的決定方法進(jìn)行說明的圖。另外，對(duì)于與實(shí)施方式2相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同標(biāo)號(hào)，并省略其說明。在圖11中，將諧振回避轉(zhuǎn)速Xminl設(shè)定為比泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin、軋制除鱗裝置的諧振點(diǎn)要大的值。在本實(shí)施方式中，在泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值低于諧振回避轉(zhuǎn)速Xminl的期間內(nèi)，控制裝置22關(guān)閉截止閥11。在此情況下，在配管系統(tǒng)中水不流動(dòng)。對(duì)此情況，泵8根據(jù)泵總計(jì)轉(zhuǎn)速指令值進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，來自泵8的水經(jīng)由泄壓閥16流到凹坑17。在所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速小于諧振回避轉(zhuǎn)速Xminl、大于泵總計(jì)轉(zhuǎn)速最小值Xmin的情況下，使該時(shí)刻的所需泵總計(jì)轉(zhuǎn)速等于諧振回避轉(zhuǎn)速Xmin，來設(shè)定泵轉(zhuǎn)速指令值。在此情況下，若關(guān)閉截止閥，則配管系統(tǒng)中的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速成為Xmin。對(duì)此情況，若打開截止閥，則配管系統(tǒng)中的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速等于泵8側(cè)的泵總計(jì)轉(zhuǎn)速。因此，會(huì)給配管系統(tǒng)及除鱗頭5a等帶來負(fù)擔(dān)。因而，在軋制除鱗裝置的諧振點(diǎn)的值較大的情況等、諧振給軋制除鱗裝置帶來的負(fù)擔(dān)較大的情況下，也有時(shí)會(huì)將該控制設(shè)定為有效。根據(jù)以上說明的實(shí)施方式3，將諧振回避轉(zhuǎn)速設(shè)定為比軋制除鱗裝置的諧振點(diǎn)要大的值，在所述泵的轉(zhuǎn)速低于所述諧振回避轉(zhuǎn)速的情況下，關(guān)閉截止閥。因此，能獲得與實(shí)施方式2相同的效果。
標(biāo)號(hào)說明I加熱爐2粗軋機(jī)3精軋機(jī)4卷繞機(jī)5a 5e除鱗頭6供水源7 配管8 泵

9 配管10止回閥11截止閥12 配管13 配管14截止閥15 配管16泄壓閥17 凹坑18蓄壓器19 配管20截止閥21電動(dòng)機(jī)22控制裝置23 二級(jí)控制裝置24—級(jí)控制裝置25節(jié)能控制裝置25a設(shè)備保護(hù)功能26運(yùn)轉(zhuǎn)方法切換裝置27驅(qū)動(dòng)裝置
權(quán)利要求
1.一種軋制除鱗裝置的控制裝置，其特征在于，包括: 決定功能，該決定功能決定設(shè)置于軋制線的軋制除鱗裝置的除鱗頭的使用定時(shí)； 掌握功能，該掌握功能掌握所述軋制線中的被軋材的位置； 節(jié)能控制功能，該節(jié)能控制功能基于所述除鱗頭的使用定時(shí)和所述被軋材的位置，去除附著于所述被軋材的鱗狀物，并且，計(jì)算經(jīng)由配管向所述除鱗頭提供水的泵的轉(zhuǎn)速指令值，以不浪費(fèi)電力； 驅(qū)動(dòng)功能，該驅(qū)動(dòng)功能基于與所述泵的轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)的指令值，控制使所述泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)；及 設(shè)備保護(hù)功能，該設(shè)備保護(hù)功能在所述節(jié)能控制功能計(jì)算所述泵的轉(zhuǎn)速指令值時(shí)，施加限制，以不給所述軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷。
2.如權(quán)利要求1所述的軋制除鱗裝置的控制裝置，其特征在于， 所述設(shè)備保護(hù)功能施加限制，使得所述泵的轉(zhuǎn)速指令值的變化率的絕對(duì)值成為規(guī)定值以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軋制除鱗裝置的控制裝置，其特征在于， 在需要使所述泵的轉(zhuǎn)速在規(guī)定時(shí)間之前增加到規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，所述節(jié)能控制功能計(jì)算所述泵的轉(zhuǎn)速指令值，使得在比所述規(guī)定時(shí)間要提前規(guī)定值達(dá)到所述規(guī)定轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求1或2所述的軋制除鱗裝置的控制裝置，其特征在于， 在需要使所述泵的轉(zhuǎn)速在第I時(shí)刻從第I規(guī)定值減少、之后在第2時(shí)刻之前增加到第2規(guī)定值的情況下，所 述節(jié)能控制功能將在所述第I時(shí)刻與所述第2時(shí)刻之間、在所述第I時(shí)刻從所述第I規(guī)定值減少的情況下的值和在所述第2時(shí)刻之前增加到所述第2規(guī)定值的情況下的值中的較大的值選定作為所述泵的轉(zhuǎn)速指令值。
5.如權(quán)利要求1或2所述的軋制除鱗裝置的控制裝置，其特征在于， 將泵轉(zhuǎn)速最小值設(shè)定為比所述軋制除鱗裝置發(fā)生諧振時(shí)的所述泵的轉(zhuǎn)速要大的值，所述節(jié)能控制功能將比所述泵轉(zhuǎn)速最小值要大的值設(shè)定作為所述泵的轉(zhuǎn)速指令值。
6.如權(quán)利要求1或2所述的軋制除鱗裝置的控制裝置，其特征在于， 將諧振回避轉(zhuǎn)速設(shè)定為比所述軋制除鱗裝置發(fā)生諧振時(shí)的所述泵的轉(zhuǎn)速要大的值，所述節(jié)能控制功能在所述泵的轉(zhuǎn)速指令值低于所述諧振回避轉(zhuǎn)速的情況下，關(guān)閉設(shè)置于所述配管的截止閥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能實(shí)現(xiàn)節(jié)能化、并減輕對(duì)除鱗裝置的負(fù)擔(dān)的軋制除鱗裝置的控制裝置。包括決定設(shè)置于軋制線的軋制除鱗裝置的除鱗頭的使用定時(shí)的決定功能；掌握軋制線中的被軋材的位置的掌握功能；基于除鱗頭的使用定時(shí)和被軋材的位置來去除附著于被軋材的鱗狀物、并且計(jì)算經(jīng)由配管向除鱗頭提供水的泵的轉(zhuǎn)速指令值以不浪費(fèi)電力的節(jié)能控制功能；基于與泵的轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)的指令值、控制使泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功能；及在節(jié)能控制功能計(jì)算泵的轉(zhuǎn)速指令值時(shí)、施加限制以不給軋制除鱗裝置帶來過大的負(fù)荷的設(shè)備保護(hù)功能。
文檔編號(hào)B21B45/08GK103240288SQ20121035847
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者神內(nèi)宏幸, 今成宏幸 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社